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고품질의 탄소 단일-벽 나노튜브의 합성

전문가 제언: ○ 무결점의 단일-벽 나노튜브는 탁월한 기계적, 전자적 및 자기적 성질 때문에 응용범위가 매우 넓다. 촉매 화학증착 방법에 의한 탄소 단일-벽 나노튜브(SWNT)의 합성조건과 공정 및 알루미나에 지지한 금속촉매의 제조방법은 발명의 주요 청구내용이다. 특히 다중-벽 나노튜브, 무정형 탄소와 흑연과 같은 불순물을 최소화하여 고품질의 SWNT를 제조하는 기술은 우리나라에서도 연구 실적이 적어 적극적인 응용이 요구된다.

○ 촉매의 입자 크기, 반응 온도, 반응시간, 탄소원천의 농도를 변화시켜 SWNT의 품질을 조절하는 방법이다. 즉, 초기 SWNT의 품질을 시험하여 그 결과에 따라 반응조건을 변화시켜 요구하는 수준의 품질을 유지할 수 있도록 반응조건을 최적화한다. SWNT의 생산을 위한 탄소원천의 농도를 불활성 가스로 희석하여 낮춤으로써 반응온도를 낮게 유지하면 불순물의 생성이 적어짐으로 고품질의 SWNT의 생산이 가능하다.

○ 촉매 화학증착 기술은 높은 수율로 SWNT의 상업적 생산이 가능하고 비교적 저비용 공정으로 알려져 있다. 이 기술은 가스-고체의 접촉과 입자혼합이 우수하고 반응온도를 쉽게 조정할 수 있고 가스와 입자, 상과 벽과의 접촉이 양호하다는 특징이 있다. 최근 분말 금속산화물에 지지한 나노-금속 촉매 하에서 탄소원천의 농도를 희석하여 반응온도를 낮게 유지하여 고품질의 SWNT 대량생산에 효율적이라고 판단된다.

○ SWNT는 자체의 고유한 광흡수 특성으로 근적외선 조사의 광열반응에 의한 암세포 치료에도 활용되며, 표면변환에 의한 여러 접합체들을 결합하여 약물과 유전자 전달체로 활용되기도 한다. 국내에서도 탄소나노튜브를 필름으로 만들고 탄소나노튜브로 핵산복합체 분산용액의 제조 및 스프레이 코팅, 차세데 디스플레이 등의 연구가 활발히 수행되고 있다. 우리의 탄소 나노기술은 생의학분야로 연구와 활용이 확대되어야 한다.

저자: Honda Motor Co., Ltd
자료유형: 특허정보