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고분자/탄소나노튜브 복합재료의 특성 및 CNT 전처리의 다양성 평가

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브 복합물의 산업적 응용에서 CNT의 분산기술은 매우 중요하다. CNT들 간의 강한 반데르발스 힘(Van der Waals force)으로 인해 CNT들은 서로 뒤엉켜 있는 다발 형태로 존재한다. 따라서 CNT들은 유기용매에 쉽게 분산되지 않으며 성형도 극히 어려워 산업적 이용은 극히 제한적이다. 복합물에서 분산의 안정화 및 나노튜브의 특성을 유지하는 전략이 매우 중요하다.

○ 본 논문에서는 CNT의 분산 특성 및 구조 물성을 개선하고자 공유 화학적 기능화 또는 비공유 형태의 CNT 전처리에서 실제적인 적용 한계성과 가능성을 고찰하면서 그 장점 및 단점을 함께 분석하였다. 또한 나노튜브와 기능성 모이어티(moiety)의 상호작용을 다양한 근본적인 메커니즘으로 설명하였다. CNT의 기하학적 및 물리적 네트워크 구조에 대한 다양한 CNT의 전처리 영향들도 고찰되었다.

○ 복합물에서 CNT의 분산 상태를 측정하기 위한 대안으로서 전기적 및 유동학적 퍼콜레이션 한계 값(percolation threshold)에 대한 전처리의 효과들이 제시되었다. 탄소나노튜브/고분자 복합물의 전하 수송 특성 역시 CNT 분산 정도와의 관련성으로 소개되었고 CNT의 전처리 종류에 따른 특유한 CNT 특성의 변화도 함께 평가하였다.

○ CNT 분야의 기술력은 미국, 일본 등이 가장 앞서 있지만 국내의 경우도 2005년부터 매년 100건 이상의 특허가 출원되는 등 꾸준히 연구 개발이 진행되고 있다. CNT/고분자의 복합물에 관한 선진국의 기술수준역시 현재까지는 초기 단계이므로 우리나라도 집중적인 연구 노력을 기울이면 국제 경쟁력을 조기에 확보할 수 있다.

○ 특히 나노복합물인 CNT/고분자 복합물의 응용분야는 디스플레이, 2차 전지 및 연료전지, 바이오의약 분야 등으로 다양하며, 선진국도 집중적인 투자와 관심을 지속적으로 보이고 있다. 나노 시스템이 갖는 복잡성, 다양성, 미세성 등의 특징을 모두 갖고 있는 CNT/고분자 기반의 융합부품에 대한 연구 개발은 향후 더욱 가속화될 것이다.

저자: Suryasarathi Bose et. al.,
자료유형: 학술정보