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분석 분리를 위한 탄소나노튜브 막의 잠재력

전문가 제언: ○ 최근 각 분야에서 나노기술에 대한 발전이 이루어지고 있고, 실제 소재과학에서 다양하게 응용되어 오고 있다. 우리나라에서도 이에 대한 연구를 많은 사람들이 수행하고 있는데, 특히 나노탄소에 대해서도 나노 입자의 제법과 활용에 대해서는 물론 나노튜브에 대해서도 다양하게 연구되고 있으며 활용되고 있다. 그러나 이 나노기술이 화학분석을 위해서 연구되고 응용된 예는 그리 많지 않다. 이러한 실정에서 리뷰의 소개는 많은 연구자가 관심을 가지게 될 것이고, 이에 대한 연구가 활발하게 이루어지기를 바라는 의미가 될 것이다.

○ 본 리뷰에서는 탄소나노튜브(CNTs)에 기초한 나노 다공성 막의 개발을 가능하게 해서 그것의 특별한 특성으로 분자들의 선택적 분리를 포함하는 분석을 가능하게 하는데 기여한 연구들을 소개한다. 분리과정에서 막의 세공크기와 균일성을 세밀히 조정함으로서 최적화하는데, CNTs의 내부 핵심은 0.3 nm내지 0.6 μm의 세공직경을 가지므로 마이크로유기체, 나노입자, 또는 생 분자의 선택적인 분리로 분석화학에서 새로운 가능성을 열어주었다.

○ 수직배향 세공의 막 구조가 주요한 도전으로 알려져 있어 다공성 물질의 합성과 특성화가 활발히 연구되고 있다. 고분자나 질화규소의 매트릭스에 CNTs를 끼워 넣고 막을 형성하게 한다. 기체 혼합물을 위한 빠른 이동과 크기 선택성을 위하여 작은 나노세공-분자와 같은 크기 범위의 세공을 가지는 막을 생산한다. 수직으로 정렬된 CNTs로 구성된 막이 사이의 매트릭스를 소지하는데, 지지체 위에는 나노튜브가 성장되고 제거되기도 한다.

○ CNTs는 나노튜브 막에서 수직으로 정렬되지 않는 경우도 있는데, 튜브의 내부 핵심에서 크기 배제나 체 거르기가 아닌 물질의 흡착 능력에 의존하여 거르기를 한다. 탄소 나노튜브 다발만으로 구성된 막인 "통발종이(buckypapers)"라고 불리는 종이 같은 시트를 만들어 사용하는데, 필름에서 균일성과 사용된 농도와 걸러진 서스펜션 부피에 대해 나노미터 정확도를 가지는 두께를 조절하기 위한 능력을 포함한다.

저자: A. I. Lopez-Lorente, B. M. Simonet, and M. Valcarcel
자료유형: 학술정보