국내 연구진이 분자조립 나노기술을 이용한 탄소나노튜브의 고효율 제조공정을 개발했다. 휘어지는 디스플레이, 2차 전지 전극 등 다양한 전자소자에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST 신소재공학과 김상욱·이원종 교수팀은 질소가 도핑된 높은 전기전도성의 탄소나노튜브(CNT)에서 탄소벽의 개수를 원하는 대로 조절하며 빠른 속도로 합성할 수 있는 새로운 공정기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구성과는 나노기술분야 국제 저널인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 인터넷판 3월13일자에 게재됐다.
탄소나노튜브는 전기적·물리적 성질이 매우 우수해 2차전지 전극, 고기능 복합재료 등 다양한 첨단기술에 적용되고 있다. 탄소나노튜브를 이용한 나노소자를 실용화하기 위해서는 전기 전도도를 높이고, 물리적 특성을 결정짓는 직경과 탄소벽의 개수를 원하는 데로 조절할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
연구진은 고분자 분자조립 나노패턴 기술을 통해 탄소나노튜브 성장에 필요한 금속 촉매의 크기를 대면적에서 수 옹스트롱(Å : 100억분의 1m) 수준으로 균일하게 조절하고, 이를 이용해 탄소나노튜브의 직경 및 탄소벽 개수를 원하는 대로 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 또 질소가 도핑되어 일반 탄소나노튜브 보다 2배 이상의 높은 전기 전도도를 보였으며, 성장속도도 5배 이상 빠른 분당 50㎛(마이크로미터 : 100만분의 1m)를 기록했다.
김 교수는 “탄소나노튜브의 물리적 특성을 결정짓는 직경 및 탄소벽 개수 조절이 가능할 뿐만 아니라 질소도핑을 통해 전기적 전도도를 조절할 수 있는 새로운 제조공정을 개발했다”며 “탄소나노튜브를 활용한 플렉서블 전자소자, 2차전지 전극, 고기능 복합재료 등의 상용화를 앞당길 수 있는 계기를 마련했다”고 말했다.
권건호기자 wingh1@etnews.co.kr |
