탄소나노튜브 응집체 특성 규명
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성균관ㆍ전북대, 전압으로 늘어나고 줄어들어 … 엑추에이터 응용 가능 탄소나노튜브(Carbon Nanotube) 응집체에 전압을 가하면 원래 크기의 4배 이상으로 늘어나고 전압을 없애면 원래 상태로 돌아오는 현상이 국내 연구진에 의해 처음으로 규명됐다.성균관대 이영희(물리학과) 교수와 전북대 이승희(신소재공학부) 교수팀은 8월16일 액정 용액 속에 고농도 탄소나노튜브 응집체를 주입한 뒤 전압을 가하면 탄소나노튜브 응집체가 4배 이상 늘어나고 전압을 없애면 다시 원래 상태로 돌아오는 현상을 발견했다고 발표했다. 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결돼 지름이 수-수십 나노미터(㎚=10억분의1ｍ)인 관 모양을 이루고 있는 것으로 전기전도도와 열전도도, 역학적 강도가 뛰어나 전기전자소자나 에너지 저장소자, 디스플레이, 복합체 등에 응용되고 있다. 그러나 탄소나노튜브는 탄성이 높아 구부러지는 특성은 좋지만 전압에 따라 늘어나고 줄어드는 정도가 10% 안팎으로 아주 작아 전기에너지를 기계적인 변위나 응력으로 바꿔주는 액추에이터 등에 응용하기에는 한계가 있다는 지적을 받아왔다. 연구진은 연구에서 탄소나노튜브가 서로 엉겨 붙어 얽혀있는 탄소나노튜브 응집체를 액정 속에 주입한 뒤 전압을 가하자 전압이 가해진 방향으로 탄소나노튜브 응집체가 배열되면서 크기가 4배 이상 늘어나고 전압을 제거하자 형상기억합금처럼 원래 상태로 되돌아오는 현상을 확인했다. 특히, 연구진은 실험을 통해 탄소나노튜브 응집체가 전압이 가해질 때 단위전압당 얼마나 늘어나는지를 알 수 있는 전기활성 상수가 기존의 전기활성물질인 유전체보다 300배 이상 크고 고분자보다는 20배 이상 크다는 사실도 밝혀냈다. 연구진은 전압을 탄소나노튜브 응집체에 임계값 이상의 전압을 가하면 응집체가 풀어지면서 탄소 나노튜브가 분산되는 것으로 나타났다며 연구결과는 액추에이터와 디스플레이, 나노전자소자 등에 응용될 가능성이 매우 크다고 밝혔다. 연구결과는 나노분야의 국제저널 Nano Letters 8월호에 게재됐다. <화학저널 2007/08/16> |
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