촉매 표면 상에서 단일벽 탄소나노튜브의 성장 제어

전문가 제언

○ 1차원 구조 나노재료인 탄소나노튜브가 등장한 이래 이 나노재료의 우수한 기계적, 전기적, 화학적 물성을 나노디바이스 구축에 활용하기 위한 다양한 시도가 20여 년간 활발하게 진행되어왔다. 촉매의 개발, 나노튜브의 직경 및 길이의 제어, 균일한 전기 전도도의 확보, 키랄리티의 제어, 분산성의 향상 등의 나노디바이스 구축을 위한 연구가 진행되어 왔으며 이들 문제는 기술적으로 해결된 단계에 이르고 있다. 그러나 현재 서로 다른 밴드 갭 값을 가지는 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브가 혼합된 상태에 있는 탄소나노튜브를 나노디바이스 구축에 사용하기에는 어려움이 있다. 그러므로 키랄리티 분포가 좁아 균일한 밴드갭 값을 가지는 SWCNT의 합성이 중심적인 과제가 되었다.

○ 일반적으로 SWCNT의 합성은 레이저에 의한 증기화나 아크방전과 같은 물리적 방법과 화학증착법과 같은 촉매, 부유 상태의 나노촉매 또는 에어로졸의 표면에서 CNT를 성장시키는 화학적 방법 등 두 가지 기구를 통하여 얻어지는데 금속촉매를 사용하여 고온에서 증기-액체-고체를 거치는 기구를 거치는 1세대 합성과정에서는 탄소나노튜브의 성장과정에서 금속촉매의 용융이 진행되므로 키랄리티의 제어를 기대하기 어렵다. 그러므로 성장과정에서 촉매가 용융되지 않는 비금속촉매를 사용하여 증기-고체 또는 증기-고체-고체과정을 통하여 합성된 탄소나노튜브에서 키랄리티의 제어가 가능할 것으로 기대되고 있다.

○ 본고에서는 탄소나노튜브의 구조를 제어하기 위한 연구의 역사적 발전과정을 개관하고 금속이나 비금속촉매를 이용한 표면에서 합성된 탄소나노튜브의 구조의 제어방법과 성장 메커니즘에 관련된 최근의 연구동향을 소개하고 있는데 비금속촉매를 이용한 탄소나노튜브 합성을 통하여 키랄리티 제어의 가능성을 제시하고 있으나 비금속촉매는 금속촉매에 비해서 촉매활성이 매우 낮으므로 비금속촉매의 활성 향상이 앞으로 해결하여야 할 과제로 제시하고 있다. 본고의 내용은 국내 나노재료 연구자들에게 귀중한 과제를 제공하고 있는 것으로 사료된다.

저자

Guo Hong

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

50(6)

잡지명

Carbon

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2067~2082

분석자

마*일

분석물

• 촉매 표면 상에서 단일벽 탄소나노튜브의 성장 제어.pdf [333,293 byte]

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