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탄소나노튜브의 제조방법

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)의 전기적 특성은 키랄성(chirality)에 의해 크게 변화된다. CNT의 키랄성은 형성된 6각형의 구조에 따라 키랄 벡터(chiral vector)로 지수(n, m)표시하여 CNT의 구조를 나타낸다. CNT의 키랄성은 나선형(n, m), 지그재그형(n, 0), 암체어형(n = m)의 3종류로 구분된다. 각각의 형태에 따라 반도체, 금속 또는 반도체, 금속적인 전기특성을 나타낸다. 따라서 CNT의 키랄성을 제어하여 특정의 전기적 특성을 가진 CNT를 분별하여 제조하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 아직 신뢰성 있는 합성법이 확립되지 못하였다.

○ 이 발명(WO 2008100325 A2)은 최초로 생성된 원통형 탄소구조와 연속적으로 생성되는 원통형 탄소구조가 동일한 키랄성을 갖도록 하는 원통형 탄소구조, 특히 SWCNT를 제조하는 방법에 관한 기술이다. 이 방법에서 중요한 특징은 탄소원의 공급중지에 의해 최초의 원통형 탄소구조의 키랄성이 결정되고, 이어서 촉매를 정제한 다음 추가적인 원통형 탄소구조를 생산하기 위한 탄소원의 공급이 가능한 점이다. 이와 같이 반복적인 제조공정에 의해 최초의 원통형 탄소구조가 가진 키랄성을 동일하게 유지하면서 원통형 탄소구조를 성장시킴으로써 다양한 특성을 증강시키는 것이 가능하다.

○ SWCNT를 미래의 나노 회로로서 응용하기 위해서는 해결돼야할 과제가 많이 남아 있다. 예를 들면, CNT를 합성할 때 불순물의 제거는 물론 금속성과 비금속성 특성을 갖는 CNT가 함께 성장하는 문제와 CNT가 기능성을 갖는 구조로 조립하는 기술 등이 해결되어야 한다. 비록 실험실 수준에서는 금속성과 비금속성 성질을 가진 CNT를 선택적으로 분리할 수는 있겠지만 정교하게 조절된 시료를 다룰 경우에만 가능하기 때문에 아직은 실용적이지 못하다. 또한 최근 CNT가 고분자 재료의 강화재로 많이 응용되고 있으나 이 경우에도 CNT가 다발로 뭉치는 현상의 방지, 고분산화 기술 등의 확립이 요구된다.

저자: Honda Motor Co., Ltd.
자료유형: 특허정보