탄소나노튜브 균일 코팅 문제, 반도체 활용 고정밀 가공기술 개발로 해결

  • 경제/과학
  • 대덕특구

탄소나노튜브 균일 코팅 문제, 반도체 활용 고정밀 가공기술 개발로 해결

KAIST·기계연·고려대 연구진 공동개발

  • 승인 2024-11-10 14:20
  • 임효인 기자임효인 기자
clip20241110140443
맨왼쪽부터 KIMM 정준호 박사, 하지환 박사후연구원, KAIST 박인규 교수, 양인영 박사과정, 김산하 교수, 고려대 안준성 교수. KAIST 제공
국내 연구진이 차세대 신소재 '탄소나노튜브'의 본질적 문제인 표면 균일 코팅 방법을 찾았다. 반도체, 센서, 화학, 군수 등 다양한 산업분야에서 탄소나노튜브가 활용되기 위한 선결 작업을 해결할 수 있을지 주목된다.

KAIST는 기계공학과 박인규, 김산하 교사와 한국기계연구원 정준호 박사, 고려대 세종캠퍼스 안준성 교수가 공동연구를 통해 '탄소나노튜브의 원자 침투성 향상을 위한 고정밀 나노패터닝기술'을 개발했다고 10일 밝혔다.

탄소나노튜브는 다이아몬드의 주성분인 탄소들이 6각형 고리 형태로 연결돼 지름 1㎚(나노미터)의 긴 대롱 모양을 하는 모양으로, 강철보다 강도가 높아 다양한 응용 분야에서 활용이 가능한 소재다. 다만 고성능 반도체, 센서, 에너지 소자를 구현하기 위해선 금속·세라믹 소재가 표면에 코팅돼야 한다. 기계적 복원 특성을 높이기 위한 것으로 반드시 선결돼야 하지만 합성된 탄소나노튜브는 높은 응집률을 가져 원자 침투성이 떨어지고 내부에 기능성 물질을 균일하게 코팅하는 게 불가능한 한계가 있었다.

clip20241110140738
나노패턴된 탄소나노튜브의 원자침투성 개선 전략과 응용. KAIST 제공
연구팀은 이를 극복하기 위해 정교하게 제작된 금속이나 금속산화물 나노구조체를 전사할 수 있는 '나노 임프린팅 공정'을 접목했다. 그 결과 다양한 형상의 나노 패턴을 따라 탄소나노튜브 성장을 구현해 원자 침투성의 개선을 통한 기능성 물질 코팅이 가능해졌다.

이러한 방식을 적용하자 실제 기존 한계를 개선해 나노패턴된 탄소나노튜브의 상단부터 하단까지 나노 스케일로 균일한 세라믹 코팅 결과를 보였다. 또 내부까지 금속이 증착돼 품질을 개선하면서 민감성과 반응성을 높인 센서로 활용할 수 있을 전망이다.

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 있을 것"이라며 "이는 나노 소재의 구조화·기능화와 같은 나노테크놀로지의 압도적 선도국가가 되기 위한 발판이 될 것"이라고 말했다.

한편 기계연 하지환 박사후연구원, KAIST 기계공학과 양인영 박사과정, 고려대 안준성 교수가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 게재됐다.
임효인 기자

clip20241110140727

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 목동 을지의대 캠퍼스에 본관동 신축과 노후철거 등 변화 예고
  2. 대전·세종·충남 이틀째 이어지는 폭우에 피해 신고 잇따라
  3. 충남대-국립공주대 통합 '절차' 놓고 구성원 시각차
  4. 사흘째 폭우에 충청권 피해 누적… 침수·고립·열차 차질 잇따라
  5. 비 오는 날 줄었는데 물폭탄은 커졌다… 달라진 충청권 여름비
  1. [기고] '국악진흥법'이 가져올 지역 혁신과 조례 제정 필요성
  2. 폭우 속 대전 주택 화재 잇따라 6명 부상...베트남 신생아 모포로 던져 생존 등
  3. "우주항공 특허보유 대전기업 44곳 377건… 해외출원은 소수 특정영역 국한"
  4. 대전 이달 도시가스료, 지난달보다 0.74% 오른다
  5. 대전시민사회단체연대회 "민선 9기 허태정 시정, 소통 중심 생태·성평등 도시로 전환해야"

헤드라인 뉴스


전국 최초 도입한 3칸 굴절버스 `스톱` 위기

전국 최초 도입한 3칸 굴절버스 '스톱' 위기

대전시가 전국 최초로 도입한 3칸 굴절버스가 임시 운행도 못해보고 '스톱'위기를 맞았다. 9일 대전시에 따르면 시는 지난해 7월 대전교통공사를 통해 차량수입대행업체와 92억 원 규모의 3칸 굴절버스 구매 계약(3대)을 체결했다. 3칸 굴절버스는 중국 CRRC사의 'ART' 차량으로 이중 1대는 지난해 10월 대전시에서 시범 운행을 하기도 했다. 하지만, 대전시가 73억의 선금을 지급한 3칸 굴절버스 2대가 결국 납품 기한인 지난달 30일까지 국내에 들어오지 못했다. 그동안 납품 차량수입대행업체가 자금난으로 이미 제작된 차량 2대를..

[르포] 호우경보에도 `먹통` 전광판·열린 차단기… 폭우 중 유등천 현장 가보니
[르포] 호우경보에도 '먹통' 전광판·열린 차단기… 폭우 중 유등천 현장 가보니

호우경보가 발효된 7월 8일 대전 하천변 산책로와 하상도로의 출입 통제가 현장에서 제대로 이뤄지지 않은 것으로 확인됐다. 일부 산책로는 통제선이 설치됐음에도 시민들이 쉽게 드나들었고, 하상도로는 침수가 시작된 뒤에도 차량 통행이 이어졌다. 재난 대응 시설과 현장 운영 체계의 실효성을 점검해야 한다는 지적이 나온다. 취재기자가 8일 오후 6시 40분께 찾은 서구 용문동 유등천 인근은 이날 오후 2시 20분 호우주의보가 호우경보로 격상되며 굵은 빗줄기가 이어지고 있었다. 도로를 달리는 차량들은 거센 물보라를 일으켰고, 유등천 수위도 빠..

대전 이달 도시가스료, 지난달보다 0.74% 오른다
대전 이달 도시가스료, 지난달보다 0.74% 오른다

중동전쟁 장기화에 따른 에너지 물가 급등 속에 대전지역의 도시가스 평균 소비자요금도 지난달보다 0.74% 오른다. 지난해 같은 달과 비교하면 5.5% 인상된 수준이다. 9일 대전시 등에 따르면 시는 소비자정책심의위원회 심의를 거쳐 7월 1일 사용분부터 도시가스 평균 소비자요금을 소폭 인상하기로 했다. 대전시 경제국은 최근 열린 7월 월간업무보고에서 허태정 시장에게 도시가스 요금 인상안을 보고하면서, 2인 가구 기준 월 3만 7000원을 사용할 경우 월 부담액이 약 296원 늘어나는 수준이라고 설명한 것으로 전해졌다. 도시가스 요금은..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 폭우에 쏟아진 토사로 도로 통제 폭우에 쏟아진 토사로 도로 통제

  • 초복 앞두고 삼계탕 나눔 초복 앞두고 삼계탕 나눔

  • 어르신들 바둑·장기 한마당 어르신들 바둑·장기 한마당

  • 제10대 대전시의회 전반기 의장에 선출된 조성칠 의원 제10대 대전시의회 전반기 의장에 선출된 조성칠 의원