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탄소나노튜브 잉크

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 구리보다 전기전도도가 우수하고, 다이아몬드보다 열전도도가 뛰어나 차세대 반도체 재료로서 주목되고 있다. 최근 CNT를 이용한 잉크가 개발됨에 따라 비닐이나 플라스틱 등에 잉크젯 기술에 의해 인쇄가 가능해짐으로써 터치스크린이나 디스플레이, 반도체 회로 등 다양한 분야에서 응용이 기대되고 있다. 잉크젯 인쇄는 저렴한 비용으로 원하는 위치에 비접촉식 방식으로 잉크 방울을 토출하여 인쇄하는 기술로 종이는 물론 플라스틱, 유리, 금속 등 다양한 기판에 자유롭게 인쇄할 수 있는 장점이 있다.

○ 세계특허 2008/140589 A2는 CNT와 소포제를 포함한 유기물질로 구성된 잉크젯 용액을 이용하여 CNT 층을 형성하는 방법에 관한 기술이다. 잉크젯 용액이 기판 위에 분사되고, 용액으로부터 액체가 증발됨으로써 CNT 층이 생성된다. 잉크젯 용액을 이용한 공정의 이점은 잉크젯 방울의 각각에 소량의 CNT를 배출하기 때문에 소요되는 CNT 양이 적을 뿐만 아니라 잉크젯 방법은 실험실용은 물론 생산용으로도 실용화가 용이하다.

○ 한국전기연구원의 이건웅 박사팀은 2008년 5월 탄소나노튜브 잉크 제조에 성공했다. 이 연구팀은 CNT를 5종류의 화학약품이 포함된 용액에 잘 혼합함으로써 비닐, 플라스틱 등에 반영구적으로 부착하는 것이 가능하여, 이 용액을 비닐에 코팅하면 비닐은 투명하면서도 전기가 통한다고 보고했다. 또한 이에 앞서 2007년 6월에 한국기계연구원의 한창수 박사팀은 SWCNT의 잉크젯 인쇄기술을 개발했다. 이 기술은 CNT를 이용한 전자소자, 각종 센서, 전계발광소자 등으로 이용이 기대된다.

○ CNT를 분산시킨 잉크를 이용한 잉크젯 인쇄기술의 향후 과제는 토출 안정성과 침강 안전성을 갖기 위한 양호한 분산성의 확립이다. 잉크젯 인쇄는 50미크론 정도의 작은 노즐에서 액체방울을 토출하는 액적 프로세스이기 때문에 잉크의 건조, 고착화 특성도 중요하다. 따라서 CNT 잉크의 점도, 표면장력, 유동성은 물론 건조, 고착화를 고려한 분산제, 건조방지제, 용매 등의 선정에 세심한 배려가 요구된다.

저자: Fujifilm Dimatix, Inc.
자료유형: 특허정보