'21세기 꿈의 신소재'로 불리며 각광받고 있는 탄소나노튜브의 산업적 응용 가능성을 크게 높일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
최성민 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀은 탄소나노튜브를 물이나 유기용매에 고르게 분산시킬 수 있는 기술을 개발하고, 분산 상태의 탄소나노튜브 표면 분자막 구조를 규명하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.
이 연구결과는 재료과학 분야에서 저명한 국제 저널인 어드밴스드 머트리얼 19일자에 게재되고 미국 화학학회에서 연구 하일라이트로 선정돼 소개됐으며 연구의 주요 내용은 특허출원됐다.
탄소나노튜브는 '머리카락 보다 훨씬 가늘면서도 다이아몬드보다 강한' 특성으로 인해 차세대 소재로 각광받고 있다. 그러나 탄소나노튜브는 분자들의 끌어당기는 힘으로 인해 엉켜진 다발형태로 존재하기 때문에 산업적 응용을 위해서는 탄소나노튜브를 고르게 분산시켜 원하는 소재에 흡착시킬 수 있는 기술이 필수적이다.
최 교수팀은 이처럼 엉킨 상태의 탄소나노튜브 다발을 물(수용액)이나 유기용매에 고르게 분산시킨 뒤, 나중에 건조했을 때도 고르게 분산된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 기술을 개발함으로써 탄소나노튜브의 산업적 응용 가능성을 크게 높인 것이다.
연구팀은 계면활성 분자를 이용해 탄소나노튜브를 물에 분산시킨 뒤, 탄소나노튜브 표면에 흡착된 계면활성분자를 수용액 분산 상태에서 곧바로 중합반응을 시켜 탄소나노튜브의 표면에 계면활성 분자로 이뤄진 단일막을 형성하도록 했다.
이렇게 처리된 탄소나노튜브는 물에서 꺼내 건조하더라도 엉키지 않고 안정적으로 고르게 분산된 상태를 유지하게 된다.
연구팀은 또 중성자 빔을 이용해 중합반응된 탄소나노튜브의 수용액 분산특성과 탄소나노튜브의 표면 분자막의 구조를 규명했다. 탄소나노튜브가 고르게 분산됐음을 자체적으로 입증한 것이다.
최 교수는 "이번 연구결과를 통해 탄소나노튜브의 안정적인 분산이 가능해짐으로써 고기능 복합소재, 분자단위의 전자소자 등 다양한 분야에 탄소나노튜브를 응용할 수 있는 기반이 마련됐다"고 말했다.
(서울=연합뉴스) jnlee@yna.co.kr
