탄소나노튜브 상온합성 기술 세계 첫 개발

나노기술의 핵심재료인 단일겹(single wall) 탄소나노튜브를 상온에서 합성할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

　7일 박완준 삼성종합기술원 박사를 비롯한 테라급나노소자개발사업단 연구팀은 “최근 연구팀이 세계 최초로 단일겹 탄소나노튜브를 상온에서 합성하는데 성공했다”고 밝혔다.

　이번에 개발한 탄소나노튜브 상온합성기술은 화학분야 세계 권위지인 미국 화학지(JACS) 인터넷판 11월호에 게재됐다.

　연구팀은 철과 탄소로 이뤄진 고체 물질 페로신(Ferrocene)과 탄소와 수소로 이뤄진 액상 용매 자일렌(Xylene)을 혼합한 액상원료에 초음파 에너지를 가함으로써 순간적으로 고압·고온을 생성해 탄소를 분리하는 방식으로 상온환경에서 탄소나노튜브를 합성해 냈다.

　이제까지 탄소나노튜브를 합성하기 위해서는 700∼2000℃의 고온과 고압, 고진공 상태를 유지하는 고가의 설비가 필요했으나 상온합성기술을 이용하면 기존의 1만분의 일 수준으로 저렴한 탄소나노튜브를 얻을 수 있다.

　연구팀은 탄소나노튜브의 순도와 수율도 크게 향상돼 전자 소자로 사용되㎚는 지름 1.4∼1.8㎚의 균일한 단일겹 탄소나노튜브 합성수율을 60∼70%대에서 90% 이상으로 끌어올렸다. 또한 정제과정을 거쳐야만 순도가 70∼95%에 달했던 기존 합성법과는 달리 별도 정제과정 없이 100%의 순수한 탄소나노튜브가 합성됐다고 연구팀은 설명했다.

　개발 책임자인 박완준 박사는 “양산기술의 확보로 다양한 나노소재분야에 파급효과가 클 것으로 전망하며 기초 나노소재분야에서 일본, 미국을 제치고 기술적 리더십을 확보하는 큰 전기를 마련했다”고 말했다.

　이번 연구를 통해 우리나라가 저렴하고 안정적인 생산기술을 확보함으로써 향후 차세대 전자 소재, 정밀기계, 바이오 산업, 에너지, 광소자 등 나노 기술 제품화에 필수 소재인 탄소나노튜브의 국내 대량생산이 활발해질 전망이다.

　조윤아기자@전자신문, forange@