탄소나노튜브는 1991년 발표돼 1992년 NEC에 의해 세계 최초로 제조법 특허가 출원된 이래 전세계적으로 1999-2000년을 기점으로 급속히 증가했으며, 2001년에는 증가세가 주춤거렸으나 앞으로 꾸준한 증가세를 보일 것으로 예상된다. 탄소나노튜브는 각종 디스플레이 기기, 연료전지, 2차전지, 의료기기, 테라급 반도체 등의 소재로 사용되며 세계 시장규모가 2005년에 3조3000억원 정도로 크게 확대될 것으로 전망되고 있다. 최근 나노미터 크기의 극미세 영역에서 새로운 물리현상과 향상된 물질특성을 나타내는 연구결과가 보고되면서 나노기술이라는 새로운 과학영역이 생성됐고, 이런 나노기술 분야 중 특히 탄소나노튜브는 새로운 물질특성의 구현이 가능해 기초연구와 산업적 응용성 측면에서 동시에 크게 각광받고 있다. 탄소나노튜브는 자연계에서 가장 가느다란 튜브라 할 수 있는 지름이 1∼30nm의 원통형 긴 관을 형성하는 탄소 소재로 1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합한 육각형 벌집 모양의 구조를 이루고 있으며 속이 비어 있어 가볍고 전기전도는 구리만큼 좋으며, 열전도는 다이아몬드만큼 우수하고 강도는 같은 굵기의 강철보다 100배 뛰어나다. 1960년대 물리학자인 베이컨(R. Bacon)이 최초로 관찰했고, 1992년 일본전기(NEC)의 Iijima 박사가 탄소원자 60개가 모인 Fullerene으로부터 최초로 탄소나노튜브를 합성했다. 1998년 Ren 등이 플라즈마 화학기상증착법을 사용해 글라스 기판 위에 수직배향된 고순도의 탄소나노튜브를 합성시킨 것을 계기로 탄소나노튜브의 합성과 응용기술 측면에서 획기적인 진전을 가져오게 됐다. 탄소나노튜브는 나노 크기의 그래파이트 면이 말리는 각도 및 형태에 따라서 전기적으로 도체 또는 반도체의 특성을 보이며 벽을 이루고 있는 결합수에 따라서 단일벽 나노튜브(single-walled nanotube : SWNT) 또는 다중벽 나노튜브(multi-walled nanotube : MWNT)로 구분되고, 단일벽 나노튜브(roped nanotube)가 여러 개로 뭉쳐있는 형태를 다발형 나노튜브로 구분한다. <표>탄소나노튜브 특허 출원동향 <Chemical Daily News 2002/04/04> |
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