美, 나노튜브 변형 메커니즘 규명

　첨단 반도체를 대체할 수 있을 것으로 알려지고 있는 탄소 나노튜브의 구조를 빛으로 쉽게 바꿀 수 있는 방법이 발견됐다.　

　EE타임스에 따르면 미 렌셀레어폴리테크닉연구소 실험실 조교로 나노튜브 관련 프로젝트에 참여하고 있는 대학생 안드레스 드 라 구아디아는 나노튜브가 사진기 플래시의 섬광에 의해 연소, 모양을 바꾼다는 사실을 새롭게 밝혀냈다. 이같은 발견은 그가 단일 벽으로 둘러싸인 합성 탄소 나노튜브 다발을 촬영하는 과정에서 우연히 이뤄졌다.

　지금까지 탄소 매듭을 깨뜨리거나 형상을 바꾸려면 1500∼2000도의 높은 온도가 필요한 것으로 알려져 왔다.

　프로젝트의 리더인 풀리켈 아자얀은 이같은 사실을 보고 받고 호기심에서 튜브를 중성 헬륨가스와 연소를 촉진시키는 산소가 없는 진공상태에 각각 노출시킨 후 산소에 의한 연소에 필요한 600∼700도의 온도를 만들어내는 100mw/cm2의 섬광을 쏘여 보았다. 그 결과 헬륨 가스에서 튜브들이 섬광에 의해 연소하면서 원뿔 모양으로 배열이 재구성되는 반면 다중벽으로 둘러싸인 탄소 나노튜브, 탄소 검정, 플러린(Buckminsterfullerence:C60) 등은 영향을 받지 않는다는 사실을 알아냈다.

　렌셀레어연구소는 나노튜브를 헬륨가스에서 가열했을 때 큐브가 많은 수의 작은 그리핀 성분으로 분쇄되는 경우가 많았으나 아르곤가스에서는 보다 많은 원뿔 형상의 구조가 만들어졌기 때문에 열유도방식에 의한 나노튜브 재구성을 적절히 제어할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 렌셀레어연구소측은 이같은 현상은 아르곤이 헬륨에 비해 열전도성이 뛰어난 데 따른 것으로 보고 있다.

　렌셀레어연구소는 앞으로 이번에 발견된 기술의 응용 분야를 집중적으로 연구할 계획으로 우선 MEMS의 미세 연료원이나 원격 빛 파동을 이용한 물질 연소 등의 분야에 직접 응용할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

　지난 90년대초에 발견된 탄소 나노튜브는 도체나 초전도체의 성질을 갖고 있어 각종 반도체의 대체품으로 주목받고 있다. 렌셀레어 연구소의 이번 발견은 탄소 나노튜브가 소형 전계효과트랜지스터(FET)의 채널처럼 작동한다는 사실도 보여준다.

　<황도연기자 dyhwang@etnews.co.kr>