[신기술 소개] 시미즈건설, 탄소 나노튜브의 분산화 기술을 개발

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시미즈건설, 탄소 나노튜브의 분산화 기술을 개발

(주)시미즈건설(淸水建設, www.shimz.co.jp)은 최근, 나노 소재의 대표인 탄소나노튜브(CNTs)의 보급의 핵심인 CNTs의 분산화 기술을 개발했다. 이 기술은 CNTs를 고속 기류 중으로 충돌시킴으로써 번들(응착) 상태에 있는 입자를 풀어 구형입자의 집합체로 바꾸는 것이 특징이다. 종전까지는 계면활성제나 특수 용제 의 첨가, UV 조사 등에 의해 분산화 혹은 가용화시켜 왔으나 사용한 약제가 잔존하고, CNTs의 물성변화나 소재 처리비용을 발생시키는 요인이 되었다.

　CNTs는 이름대로 나노미터 굵기의 커다란 탄소섬유 튜브이다. 한 겹(단층)의 튜브(직경∼2 nm)와 다층 의 튜브(직경∼80 nm)가 있으며, 길이는 모두 최장 수 mm, 중량은 강철의 1/4∼1/6 정도이나, 장력은 강 철의 100배, 전도성은 구리의 1000배로, ‘산업 혁명을 일으키는 꿈의 나노 소재’라고 불린다. CNTs는 이 러한 뛰어난 소재 특성을 갖추고 있지만, 그 이용이 진행되지 않는 것은 분산성⋅가용성이 결여되고 있기 때문이다. 원인은 탄소섬유로 된 튜브가 서로 얽힌 번들 상태에 있다. 이 번들을 풀어서 분산화 또는 가용 화할 수 있으면, CNTs와 각종 수지⋅금속 등과의 혼합⋅성형이 용이해져서 그 활용이 비약적으로 진행될 것이다.

이에 시미즈건설은 7년에 걸쳐 CNTs 분산화 연구를 실시해 온 결과, 고속기류 중으로 CNTs의 번들을 충돌시키면 번들이 풀어져 구형 입자의 집합체로 변화되어 뛰어난 친수성(수중에서의 분산성)이 갖추어지 는 것을 발견하고, 이 분산화 기술을 ‘고속기류충격처리법’이라 명명하는 동시에 최적의 기류발생 장치나 기류속도, 처리 시간을 구하여 현재, 특허신청 중에 있다. 첨가제나 용제, 특수한 처리 장치가 불필요하여 CNTs의 물성변화 방지와 소재 처리비용의 삭감이 가능하게 된다.

Figure 1. 종래의 탄소나노튜브. Figure 2.고속기류충격처리에 의해 구형화된 탄소나노튜브.

출처 : 清水建設, http://www.shimz.co.jp/news_release/2010/773.html

작성 : 소대섭(한국과학기술정보연구원)