CNT(Carbon Nano Tube)는 상용화까지 갈 길이 먼 것으로 평가된다.
화학경제연구원(원장 박종우)이 2025년 8월29일 주최한 고기능성 첨가제 기술 교육에서 박성빈 대진첨단소재 연구소장은 “CNT는 전기 및 열전도성이 매우 뛰어나고 강철보다 강한 기계적 강도를 가져 꿈의 신소재로 불리지만 높은 비용과 분산의 어려움이라는 문제를 극복해야 한다”라고 강조했다.
탄소 나노소재(Carbon Nanomaterials)는 탄소 원자가 나노미터(nm) 크기에서 배열된 구조를 가진 소재로 나노 카본블랙(Nano-sized Carbon Black), CNT, 그래핀(Graphene) 등이 대표적이다.
특히, CNT는 탁월한 전기·열전도성, 높은 기계적 강도, 그리고 화학적 안정성까지 갖추어 응용 가능성이 무궁무진한 소재로 주목받고 있다.
아울러 대전방지 성능이 탁월해 첨가제로 활용하면 반도체 공정 등에서 전하 누적과 불꽃 방전을 막아 작업자와 생산설비를 보호할 수 있다.
또 CNT는 방열용 첨가제로도 높은 열전도성과 유연성을 동시에 갖추고 있어 고효율 소재로 유망한 것으로 평가된다. 다만, 전기전도성이 발현될 수 있기 때문에 절연이 필요한 응용처에서는 산화알루미늄(알루미나) 등과 혼합한 하이브리드 구성이 요구되고 있다.
이밖에 전자파 차폐(EMI Shielding) 영역에서는 CNT가 가벼움과 높은 전도성을 동시에 확보할 수 있는 핵심 소재로 부상하고 있다.
다만, CNT는 상용화하기 위해 몇가지 큰 장벽이 존재하며 가장 큰 문제로 높은 가격과 균일한 분산의 어려움이 지적되고 있다.
탄소(Carbon) 원자는 서로 뭉치려는 성질이 강해 플래스틱 등 복합소재에 적용하기 매우 어려우며 고난도 공정 기술과 높은 비용이 요구되기 때문이다.
이에 따라 CNT 실용화를 위한 극복 방안으로 효과적 분산기술 개발, 신뢰성 높은 품질 확보를 위한 생산공정 표준화, 대량생산 기술 개발 등 비용절감 방안 모색과 표면 개질 또는 친수성 코팅 기술을 통한 CNT와 플래스틱 간의 접착력 향상이 제시되고 있다.
박성빈 연구소장은 “CNT는 복합적 기능에 대한 요구가 높은 첨단산업에 대응할 수 있는 전략적 소재”라며 “고분산과 고정밀 가공기술이 확보된다면 항공우주, 의료기기, 2차전지 등 고기능성 응용 시장에서 주력 소재로 자리매김할 수 있을 것”이라고 강조했다. (이주윤 기자)
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