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탄소나노튜브 필름 구조와 제조방법

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 자체의 특이한 형상과 기하학적 구조에서 유래되는 우수한 전기전도도, 열전도도, 강성, 광흡수특성 등 다양한 특성들에 의해 차세대 재료로서 여러 분야에서 응용기술이 검토되어 왔다. 그러나 CNT가 발견된 지 18년이 경과한 현재에도 공업적으로 활발한 실용화 단계에는 이르지 못하고 있다. CNT가 다양한 분야에서 활발하게 응용되기 위해서는 CNT의 순도, 구조적 대칭성의 제어, 재현성, 양산화 등의 기술개발이 선행되어야 한다.

○ 미국특허 2008/0248235 A1은 CNT가 고도로 정렬된 CNT 어레이(array) 의 합성방법과 이 CNT 어레이 필름을 채취․적층하여 다량의 미세세공(micropore)을 포함하는 다층의 CNT 필름 구조체의 제조방법에 관한 발명기술이다. CNT 필름 구조가 서로 다른 방향으로 정렬된 최소한 두 개 이상의 CNT 필름이 중첩되어 구성되며, 각각의 CNT 필름에 함유된 CNT 다발에 의해 형성된 다량의 미세세공들이 함유되기 때문에 여과막이나 리튬전지의 전극 등으로 응용이 기대된다.

○ 우리나라에서의 CNT 관련 연구는 많이 진전되었다. 일진나노텍이 CNT 의 양산능력을 확보하였으며, 삼성전자와 LG전자 등이 CNT를 이용한 전계방출 디스플레이(FED)의 개발에 성공하는 등 대학, 연구소, 기업들에 의한 연구가 활발하다. 최근 한국전기연구원(KERI)은 스프레이 코팅 방법을 이용한 CNT 투명필름(전극) 제조기술을 개발하고 조기 상업화를 위해 광학필름 및 윈도우 필름 제조 전문기업인 (주)상보에 기술이전을 하였다. CNT 투명필름이 상용화되면, 지금까지 일본이 독점해 온 터치스크린용 투명필름을 대체하는 것이 가능하여 앞으로 수입대체효과가 클 것으로 예측된다.

○ 앞으로 다양한 분야에서 CNT가 적극적으로 활용되기 위해서는 종래 CNT 제조방법에서의 문제점으로 지적된 낮은 생산성, 불량한 순도 및 배향성 등을 해결하는 방법과 함께 튜브의 직경, 공간 및 튜브의 해리(free of bundling) 등을 정밀하게 조절할 수 있는 CNT의 성장 메커니즘의 확립이 매우 중요하다.

저자: Tsinghua University, HON HAI Precision Industry Co., Ltd.
자료유형: 특허정보