[신기술 소개] 나고야대, 꿈의 원통형 탄소 분자 ‘탄소 나노 벨트’의 합성에 성공 - 단일 구조의 탄소나노튜브 합성 등 나노 탄소 과학 응용 기대 -

KIC News, Volume 20, No. 3, 2017 53

나고야대, 꿈의 원통형 탄소 분자 ‘탄소 나노 벨트’의 합성에 성공 - 단일 구조의 탄소나노튜브 합성 등 나노 탄소 과학 응용 기대 -

일본 JST 전략적창조연구추진사업의 일환으로 나고야대학(名古屋大学) 트랜스포머티브 생명분자연구소 (WPI-ITbM) 거점장 겸 ERATO 이타미 분자나노카본프로젝트의 이타미 켄이치로(伊丹 健一郎) 연구총괄 을 비롯한 연구팀은 탄소나노튜브의 부분 구조를 갖는 원통형 탄소 분자 ‘탄소 나노 벨트’를 세계 최초로 합성하는 데 성공했다.

‘탄소 나노 벨트’는 약 60년 전 보고서에 첫 등장한 이래 다양한 구조가 제안되었으며, 전 세계 화학자들 이 그 합성에 도전해 온 꿈의 분자이다. 그러나 원통형 구조는 쉽게 일그러지고 합성이 어려워 이를 극복하 지 못하고 지금까지 합성되지 못했다.

연구그룹은 왜곡이 없는 고리 모양의 분자를 원통형 구조로 변환하는 방법으로, 저렴한 석유 성분인 파 라크실렌을 탄소 원료로 사용하고 11단계의 공정을 거쳐 ‘탄소 나노 벨트’의 합성에 성공했다. 또한 각종 분광학적 분석을 통해 합성된 ‘탄소 나노 벨트’가 탄소나노튜브와 매우 유사한 구조와 성질을 갖는다는 사 실을 확인했다.

본 연구 성과는 단일 구조의 탄소나노튜브 합성의 실현과 새로운 기능성 재료 개발의 길을 개척하는 획 기적인 것이다. 본 연구 내용은 2017년 4월 13일 Science지 온라인판에 공개되었다(※발표논문참조).

※ 발표논문 : Guillaume Povie, Yasutomo Segawa, Taishi Nishihara, Yuhei Miyauchi, Kenichiro Itami, “Synthesis of a Carbon Nanobelt”, Science, 14 Apr 2017

DOI: 10.1126/science.aam8158

Figure. ‘탄소 나노 벨트’의 구조 해석도(왼쪽), 합성된 ‘탄소 나노 벨트’의 고체(가운데), 형광 발광(오른쪽). X선을 이용한 분석으로 확인된 ‘탄소 나노 벨트’의 구조(왼쪽). 적색 고체인 ‘탄소나노 벨트’는 자외선을 쬐면 붉게 빛난다(오른쪽). 이는 반도체 및 적색 형광 물질로 응용 가능한 물질임을 시사한다.

출처 : 2017.04.14. JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170414/) 작성 : 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)

KIC News, Volume 20, No. 3, 2017

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