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 선도지구 발표… 둔산 신청 구역들 '희비교차'
  2. 대전 위장전입해 아파트청약… 부정청약 분양권 몰수
  3. "연구관리 전문기관 통폐합 졸속 추진 중단" 촉구
  4. 유성선병원, 천성교회 성금 1천만원 취약계층 진료에 사용
  5. 건강관리협회 대전충남지부, 한부모·조손가족 등 무료검진 지원
  1. 입영 앞둔 청년, 병역검사로 백혈병 발견… 숨은 질환 찾아
  2. 대덕특구 입구에 복합과학체험랜드 이달 착공… 과학 정체성과 차별성 '관건'
  3. 대전 노후계획도시 선도지구 둔산 2곳·송촌 1곳 '낙점'
  4. 앵커 시행 한 달 앞… 지역혁신 전략 시험대
  5. 농산업 혁신 이끄는 '영농 히어로' 5팀 선정

헤드라인 뉴스


통합 국군사관학교 대전 자운대에 창설… 당정 공식 결정

통합 국군사관학교 대전 자운대에 창설… 당정 공식 결정

육·해·공군 사관학교를 통합한 4년제 국군사관학교가 대전 자운대에 들어선다. 정부와 더불어민주당은 16일 국회에서 당정협의회를 열고 국군사관학교를 대전 유성구 자운대에 창설하기로 결정했다. 전날까지 유력하게 검토되던 자운대 설립안이 당정 협의를 거쳐 공식화된 것이다. 새로 출범하는 국군사관학교는 육·해·공군 사관생도를 통합 선발해 4년간 교육하는 방식으로 운영될 전망이다. 생도들의 잠재력을 살릴 수 있는 자율적인 학사 운영을 도입하고, 각 군의 전문성을 확보하기 위한 군별 훈련과 전공교육도 함께 진행할 계획이다. 안규백 국방부 장관..

한은, 기준금리 0.25%포인트 올린 2.75%로 인상
한은, 기준금리 0.25%포인트 올린 2.75%로 인상

한국은행 금융통화위원회는 16일 통화정책방향 회의에서 기준금리를 0.25%포인트 올린 2.75%로 인상했다. 3년 6개월 만에 이뤄진 기준금리 인상이다. 이번 인상은 최근 소비자물가 상승률이 물가안정목표 2%를 넘어서고, 가계부채 증가세가 불어난 데 따른 것으로 풀이된다. 방원기 기자

대덕특구 입구에 복합과학체험랜드 이달 착공… 과학 정체성과 차별성 `관건`
대덕특구 입구에 복합과학체험랜드 이달 착공… 과학 정체성과 차별성 '관건'

연간 100만 명이 찾은 대전 국립중앙과학관에 교육·놀이·공연을 아우르는 '복합과학체험랜드' 조성사업이 이달 착공한다. 시민이 과학 융합기술을 체험할 수 있는 공간이 될 예정으로 유사한 성격의 대전컨벤션센터(DCC), 한국전자통신연구원(ETRI) 마중물프라자와 차별성을 어떻게 확보할 것인지 주목된다. 국립중앙과학관은 국비와 시비 590억 원을 들여 주차장 부지에 '복합과학체험랜드(가칭)'를 조성하는 공사를 이달부터 시작한다. 첨단 과학기술을 국민이 쉽고 흥미롭게 경험하는 체험 공간이 필요하다는 의견이 제시되면서 지난해 102만 명이..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘제헌절에 대해 공부해요’ ‘제헌절에 대해 공부해요’

  • 나에게 맞는 대학은? 나에게 맞는 대학은?

  • 초복 앞두고 북적이는 삼계탕집 초복 앞두고 북적이는 삼계탕집

  • ‘집 밖이 더 낫다’…쪽방촌의 힘겨운 여름 나기 ‘집 밖이 더 낫다’…쪽방촌의 힘겨운 여름 나기