한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 박인규·김산하 교수, 고려대 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국기계연구원 정준호 박사 공동 연구팀은 신소재인 탄소나노튜브 표면을 높은 정밀도로 균일하게 가공하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.
속이 빈 원기둥 모양 탄소 소재인 탄소나노튜브는 전기 전도도가 높고, 강철보다 기계적 강도가 강해 반도체·센서, 군수산업 등 다양한 분야의 차세대 신소재로 주목받고 있다. 다만 제한적인 기계적 탄성과 낮은 반응성 때문에 탄소나노튜브 표면에 금속·세라믹 등 기능성 소재를 붙여 사용하는데, 탄소나노튜브의 높은 응집률 때문에 균일하게 코팅하기가 쉽지 않았다.
연구팀은 정교하게 제작된 금속산화물 나노구조체를 전사할 수 있는 나노 임프린팅 공정을 개발, 나노 패턴화된 탄소나노튜브를 구현한 뒤 세라믹 원자층을 균일하게 코팅하는 데 성공했다. 전자빔 증착법 등 물리적 증착 방식의 경우 상단에만 금속이 머물러 있는 것에 반해, 나노 패턴화된 탄소나노튜브는 내부까지 금속이 증착된 것으로 확인됐다.
박인규 KAIST 교수는 “개발된 수직 정렬 탄소나노튜브의 나노패턴화 공정은 탄소나노튜브 기능성 코팅 응용에 있어 본질적인 문제인 낮은 원자 침투성을 해결할 수 있을 것으로 기대되고, 추후 기계적 화학적 응용을 포함한 탄소나노튜브의 산업 전반적 활용으로 이어질 수 있다”며 “이는 나노 소재의 구조화 및 기능화와 같은 나노테크놀로지의 압도적 선도 국가가 되기 위한 발판이 될 것”이라고 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 산업통상자원부, KAIST의 재원으로 한국연구재단 중견연구자지원사업, 산업기술알키미스트프로젝트, 도약연구 프로젝트의 지원을 받아 수행됐다. 저명 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 지난 6월 온라인판에 출판됐으며, 전면 표지논문으로 선정됐다.
헬로티 이창현 기자 |
