<클릭 사이언스>(6)탄소 나노튜브

　탄소나노튜브는 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소동소체다.

　하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합돼 100만분의 1㎜의 원통(튜브)형태를 이루는 물질로 나노테크놀로지(NT)의 대표격이라 할 수 있다.

　지난 91년 일본의 이지마 교수가 처음 발견한 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율 수소저장매체 특성 등을 지니며 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 완벽한 신소재로 알려져 있다.

　탄소나노튜브는 다양한 물리적 성질을 갖고 있어 각종 장치의 전자총, 백색광원, 전계발광디스플레이(FED), 2차전지 전극, 수소저장 연료전지, 나노와이어, 나노캡슐 등 분야에서 응용할 수 있다.

　차세대 디스플레이로 주목받는 전계발광디스플레이(FED)에서 탄소나노튜브는 필수적이다.

　기존의 실리콘 팁이나 몰리브덴 팁은 수명과 안정성에 큰 문제가 있고 전자방출 효율이 좋지 못하기 때문에 탄소나노튜브를 전자총으로 사용하려는 연구가 주목받고 있다.

　나노튜브를 전자총으로 이용하면 적은 소비전력으로 효율 좋은 전자를 보낼 수 있어 두께가 액정TV와 같으면서도 브라운관과 똑같은 밝기, 화질을 유지하며 소비전력도 액정의 6분의 1에 불과한 디스플레이를 제작할 수 있다.

　또 2차전지 전극 및 연료전지 분야에서도 현재 사용되는 수소흡착합금 대신 탄소나노튜브를 사용하면 2차전지에 비해 무게를 크게 줄이고 충전효율을 높일 수 있다.

　일반 연료전지는 수소저장 능력을 높여야 하는데, 단위 질량당 전하저장 능력이 뛰어난 탄소나노튜브의 빈 공간을 이용해 수소를 저장하면 저장용량을 증가시킬 수 있다.

　또한 탄소나노튜브는 직경 및 감긴 형태에 따라 전기적 성질을 조절할 수 있으므로 초미세의 단일전자 트랜지스터 또는 현재의 실리콘 소자를 대체하는 테라급 메모리 소자도 만들 수 있다.

　이와 관련, 미국 IBM과 네덜란드 델프트공과대학은 최근 탄소나노튜브를 이용

해 전자 1개만으로 작동하는 단일전자 트랜지스터와 논리회로 기술을 개발했다. 이는 탄소원자들이 초소형 실린더 형태를 이뤄 원자 10개 크기의 간격으로 배열되는데 기존의 실리콘 트랜지스터 배열보다 500배 작은 간격이다.

　서울대 임지순 교수는 “탄소나노튜브는 직경의 크기와 층구조에 따라 기계적 및 전기적 특성이 달라져 다양하게 응용될 수 있다”며 “탄소나노튜브의 성질을 자유자재로 조작하는 기술이 개발된다면 10년후에는 실리콘을 대체하는 전자소재로 실용화될 수 있을 것”으로 전망했다.

<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>

　

　<관련사이트>

　해외

　나노테크가이드 http://nanotech.about.com/science/nanotech

　NASA http://www.nas.nasa.gov

　버클리대학교 http://www.physics.berkeley.edu

　

　국내

　일진나노텍 http://www.iljinnanotech.co.kr

　KIST 차세대신기술개발사업단 http://nextnano.kist.re.kr

　나노복합재료 신기술연구회 http://www.freechal.com/nano