동아대 이헌상 교수팀, 원천특허 보유… 대량생산 전기 마련
신소재로 주목받는 탄소나노튜브(이하 CNT)가 형상 변화에 따라 전기전도도 달라진다는 경로형성을 국내 연구진이 세계 최초로 규명해 CNT 대량생산의 전기가 마련됐다.
동아대학교 이헌상 교수 연구팀(사진)은 CNT를 투명전도성 소재, 전도성 플라스틱에 적용할 때 장벽이 됐던 형상 변화에 따른 전기전도성 경로형성을 규명했다고 13일 밝혔다.
지식경제부 부품소재 개발 사업의 일환으로 추진된 이번 연구에는 고려대 이철진 교수, KIST 박민 박사, 인하대 진형준 교수가 참여했다.
연구팀은 다중벽 CNT의 복잡한 형상을 간단한 통계역학 방법으로 풀어서 수치로 나타내는 기술을 개발했으며, CNT의 형상에 따라서 투명전도성 필름의 전기전도성 경로가 어떻게 변화하는지를 최초로 규명한 것으로 평가된다.
탄소나노튜브의 형상을 수치로 나타내는 방법은 국제표준 개발 프로젝트의 리더인 이헌상 교수 주재로 국제표준화기구(ISO)의 나노테크놀로지 위원회에서 국제표준 문서로 작성되고 있다.
이번 연구는 구부러진 CNT 형상에 따른 전도성 경로를 세계 최초로 입증했다는 데에 큰 의미가 있다. 또 투명성과 전도성을 효과적으로 구현할 수 있도록 CNT의 메조스코픽 형상, 크기, 함량 조절이 인위적으로 가능하게 됐다는 점이다.
기존 탄소나노튜브에 대한 원천특허는 튜브형태의 모양, 나노크기의 직경 및 길이만을 규정하고 있다. 이번 연구로 CNT의 형상에 따라서 물리적 성질이 달라지는 현상에 대한 원천특허를 국내에서 보유할 수 있을 것으로 평가된다.
이 전기전도성 경로에 대한 기술은 응용물리 분야에서 최고의 권위를 자랑하는 미국 응용물리학회지(어플라이드 피직스 레터스) 10월호 온라인판에 소개됐으며, 버츄얼 저널이 선정하는 `Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology' 10월 12일자로 게재됐다.
버츄얼 저널은 사이언스, 네이처 등을 포함한 권위있는 전문학술지에 게재된 논문들 중에서 `프론티어 연구'로 인정되는 논문을 선택해 미국 물리학회에서 공식적으로 온라인에서 발표하는 저널이다.
CNT는 직경이 나노미터(㎚)∼수십 나노미터(㎚)로 기계적 강도가 철의 100배이며 전기전도도가 구리의 1000배에 달해 투명전기전도성 소재 및 전도성플라스틱에 적용될 수 있는 꿈의 신소재로 불린다. 그러나 고도의 분산기술을 필요로 하며, 전기전도성에 대한 연구도 미진해 상업화에는 성공을 거두지 못하고 있는 실정이다.
연구책임자인 이헌상 교수는 "다중벽 CNT는 실타래처럼 꼬여 복잡한 형상을 띠고 있어 나노복합소재의 대량생산에 어려움이 있었는데, 이번 연구결과로 CNT의 형상에 따라서 전기전도성 및 물리적 성질을 조절할 수 있는 실마리가 풀렸다"고 말했다.
한편 업계는 이번 연구결과로 투명 센서 및 고분자 복합소재의 고품질 대량생산이 가능할 것으로 예상했다.
길재식기자 osolgil@
동아대학교 이헌상 교수 연구팀(사진)은 CNT를 투명전도성 소재, 전도성 플라스틱에 적용할 때 장벽이 됐던 형상 변화에 따른 전기전도성 경로형성을 규명했다고 13일 밝혔다.
지식경제부 부품소재 개발 사업의 일환으로 추진된 이번 연구에는 고려대 이철진 교수, KIST 박민 박사, 인하대 진형준 교수가 참여했다.
연구팀은 다중벽 CNT의 복잡한 형상을 간단한 통계역학 방법으로 풀어서 수치로 나타내는 기술을 개발했으며, CNT의 형상에 따라서 투명전도성 필름의 전기전도성 경로가 어떻게 변화하는지를 최초로 규명한 것으로 평가된다.
탄소나노튜브의 형상을 수치로 나타내는 방법은 국제표준 개발 프로젝트의 리더인 이헌상 교수 주재로 국제표준화기구(ISO)의 나노테크놀로지 위원회에서 국제표준 문서로 작성되고 있다.
이번 연구는 구부러진 CNT 형상에 따른 전도성 경로를 세계 최초로 입증했다는 데에 큰 의미가 있다. 또 투명성과 전도성을 효과적으로 구현할 수 있도록 CNT의 메조스코픽 형상, 크기, 함량 조절이 인위적으로 가능하게 됐다는 점이다.
기존 탄소나노튜브에 대한 원천특허는 튜브형태의 모양, 나노크기의 직경 및 길이만을 규정하고 있다. 이번 연구로 CNT의 형상에 따라서 물리적 성질이 달라지는 현상에 대한 원천특허를 국내에서 보유할 수 있을 것으로 평가된다.
이 전기전도성 경로에 대한 기술은 응용물리 분야에서 최고의 권위를 자랑하는 미국 응용물리학회지(어플라이드 피직스 레터스) 10월호 온라인판에 소개됐으며, 버츄얼 저널이 선정하는 `Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology' 10월 12일자로 게재됐다.
버츄얼 저널은 사이언스, 네이처 등을 포함한 권위있는 전문학술지에 게재된 논문들 중에서 `프론티어 연구'로 인정되는 논문을 선택해 미국 물리학회에서 공식적으로 온라인에서 발표하는 저널이다.
CNT는 직경이 나노미터(㎚)∼수십 나노미터(㎚)로 기계적 강도가 철의 100배이며 전기전도도가 구리의 1000배에 달해 투명전기전도성 소재 및 전도성플라스틱에 적용될 수 있는 꿈의 신소재로 불린다. 그러나 고도의 분산기술을 필요로 하며, 전기전도성에 대한 연구도 미진해 상업화에는 성공을 거두지 못하고 있는 실정이다.
연구책임자인 이헌상 교수는 "다중벽 CNT는 실타래처럼 꼬여 복잡한 형상을 띠고 있어 나노복합소재의 대량생산에 어려움이 있었는데, 이번 연구결과로 CNT의 형상에 따라서 전기전도성 및 물리적 성질을 조절할 수 있는 실마리가 풀렸다"고 말했다.
한편 업계는 이번 연구결과로 투명 센서 및 고분자 복합소재의 고품질 대량생산이 가능할 것으로 예상했다.
길재식기자 osolgil@
