[신기술 소개] AIST, 새로운 탄소나노튜브 합성기술 개발

AIST, 새로운 탄소나노튜브 합성기술 개발

AIST의 Advanced Carbon Materials 연구센터는 산업적 응용을 목표로 탄소나노튜브의 새로운 합성기술을 개발하고 있다.

▶ 직접 주입식 열분해 합성법

기존의 대량생산 기술로 공급되고 있는 단층벽 탄소나노튜브(SWNT)는 질적인 면에서 산업적 재료로서의 조건을 만족하지 못하고 있는 실정이며, 사용을 위해 정제나 개질 등의 후처리가 요 구된다. 직접주입식 열분해 합성법(DIPS method)으로 반응조건을 정밀하게 제어함으로써, 약 100배의 촉매효율성 뿐만 아니라 종래의 대량 생산 기술에 비해 구조적 결함을 1/10 이하로 하 고, 불순물의 농도를 감소하며, 제품의 순도와 결정성을 비약적으로 개선한 새로운 합성기술을 개 발하는데 성공했다. 이 고품질의 SWNT를 적용함으로써 표면처리나 바인더의 사용없이 세포 배 양을 위한 SWNT의 메쉬(mesh)시트 제작뿐 아니라 고강도섬유 SWNT 섬유의 방사도 가능하게 된다. 또한 비약적으로 개선된 품질(순도와 결정성)과 더불어 SWNT 직경(지름)은 0.1나노미터 수준으로 정밀하게 제어될 수 있다.

▶ Supergrowth 기술

통상의 탄소나노튜브 합성 분위기에 소량의 수분을 첨가함으로써 Supergrowth 기술이라고 하는 전혀 새로운 성장모드를 발견했다. 이 기술은 시간효율성 면에서 약 1,500배의 초고효율 합성을 가 능하게 할 뿐만 아니라, 정제되지 않은 상태에서 99.98%의 초고순도 SWNT를 생산할 수 있다. 이 를 통해 합성기술에 중요한 돌파구를 달성한 것으로 보인다. Supergrowth 기술의 사용으로 SWNTs의 패턴화된 수직배열 구조를 제작하는데 성공했다(Figure 1). 이 기술의 산업적 가치는 측정할 수 없을 정도이며, 이 기술은 바이오와 전자분야에서 SWNTs의 실질적 응용을 개발하는데 새로운 전기를 가져오고, 여러 방면에서 일본의 미래 산업을 지탱하는데 기여할 것으로 기대된다.

Figure. 수직 배열된 SWNTs를 사용해 만든 일본지도

출처 : AIST TODAY International Edition No. 23 Winter 2007 소 대 섭 (KISTI)

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