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대기 중에서 냉벽(cold-wall) 열처리에 의한 수직-정렬 탄소나노튜브의 제조방법

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 그 자체의 특유한 구조적 특성과 전기적, 기계적 성질에 의해 나노전자소자, 주사탐침현미경의 탐침 팁, 자동차 및 우주항공 산업 등에서의 정전기 전하의 제거 등 다방면에서 응용가능성이 커짐에 따라 관심이 집중되고 있다. 그러나 CNT는 얽혀진 상태로 생성되기 때문에 취급이 매우 번잡할 뿐만 아니라 용도에 따른 적합한 구조의 CNT만을 합성하는 방법 및 진공장치가 필요 없는 간편한 제조장치 등이 아직 개발되지 못하여 여러 산업으로의 실용화가 제한되고 있다.

○ 근년 CNT가 실용화 단계에 도달하고 있는 응용분야로는 고분자와의 복합기능화에 의한 고성능재료의 개발을 들 수 있다. CNT 복합재료는 전자차폐, 정전기 제거, 연료전지의 수소저장재료 등에서 경쟁력 우위를 차지할 것으로 판단된다. CNT가 고분자의 강화재로 이용되기 위해서는 우선적으로 해결해야 할 과제로서 CNT의 순도향상과 양산체제 구축, 뭉침의 방지 및 고분산화 기술의 확립, CNT와 고분자간의 치밀한 접착 및 CNT의 배향기술 등이 필요하다.

○ 미국특허 2008-187685 A1은 CNT를 합성하기 위한 APCVD 장치 및 제조방법에 관한 기술이다. 이 장치는 외부의 고주파 열원과 냉벽 열처리를 위한 수직방향에서 공급되는 가스물질 원을 갖춤으로써 비진공분위기 하에서 촉매표면 상에 수직으로 배열된 CNT를 직접적으로 생성하는 것이 가능하다. 이 방법의 특징으로는 장치가 단순하며, 온도를 높이거나 낮추는 조작이 신속한 이점이 있다. 또한 CNT의 성장속도가 빠르며, 순도 및 생산성이 양호하다.

○ 향후 CNT가 현재 일반화되고 있는 실리콘 반도체를 대체할 수 있는 탁월한 성능을 발휘하는 소재로서 발전하기 위해서는 반도체 성질을 갖는 CNT만을 합성할 수 있는 기술이나 합성 후에 반도체 성질의 CNT만을 선택적으로 분리할 수 있는 기술이 확립되어야 한다. 우리나라의 경우, 세계 최고 수준의 반도체 제조기술을 확보하고 있으므로 이를 나노기술에 접목하여 응용기술을 개발하는 것이 유리하다.

저자: Atomic Energy Council-Institute of Nuclear Energy Research
자료유형: 특허정보