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. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. "사방이 막힌다", 서산 석림6통 주민들, 40년 생활도로 통행권 대책 호소
  3. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  4. 진주시, 진주성 밤을 빛으로 채운다
  5. 대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
  1. 논산딸기축제, ‘한국 대표 축제’ 특산물 부문 전국 1위 기염
  2. 천안시 사회복지행정연구회, 11년째 따뜻한 마음 전해
  3. 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡
  4. 천안교육지원청, 을지연습 국민참여 안보퀴즈 이벤트 운영
  5. 천안시, K-컬처박람회 안전관리계획 심의…인파·기상 대책 점검

헤드라인 뉴스


충남대·공주대 통합교명 ‘충남대’… 대전·공주에 통합본부 둔다

충남대·공주대 통합교명 ‘충남대’… 대전·공주에 통합본부 둔다

충남대학교와 국립공주대학교가 통합 대학의 교명을 '충남대학교'로 결정했다. 법적·행정상 대표주소는 대전으로 정하고 통합본부는 대전과 공주에 두기로 하면서 양 대학의 통합 논의가 구성원 동의 절차를 앞두게 됐다. 양 대학은 지난 13일 제3차 통합위원회를 열고 교명과 본부 위치 등 그동안 논의해 온 주요 쟁점에 대한 잠정 조정안을 마련했다. 통합 과정에서 교명은 양 지역의 이해관계가 맞물린 핵심 쟁점이었다. 특히 공주지역에서는 국립공주대라는 교명이 사라지는 데 대한 우려도 적지 않았다. 양 대학은 이번 통합교명에 대전과 충남을 아우르..

예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전
예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전

대전시가 산업단지 500만 평 조성 마스터플랜의 핵심이었으나 KDI 예비타당성 조사 문턱을 넘지 못한 '나노반도체 국가산단 조성사업'을 재도전한다. 산단 규모를 축소하고 입주 업종을 확대해 사업성을 확보할 계획이다. 산업단지 기반이 취약해 정부의 반도체 주요 정책에서 대전이 들러리 신세로 전락한 만큼 지역 산업 경쟁력 확보를 위해 속도를 내야 할 시점이다. 17일 중도일보 취재결과, 현재 대전시와 사업시행자인 한국토지주택공사(LH)는 나노반도체 국가 산단 조성사업 예비타당성 조사 연내 재신청을 위해 규모 조정 후 사업 계획을 보완..

10년 후 성장 디딤돌 `7대 프로젝트` 대덕특구 R&D 임무될듯
10년 후 성장 디딤돌 '7대 프로젝트' 대덕특구 R&D 임무될듯

10~20년 후 경제성장 동력이 될 정부의 7대 과학과제로 구성된 시드(SEED) 프로젝트가 대덕연구개발특구 연구기관이 이미 수행 중이거나 중요한 장래 목표를 다수 포함하면서 대덕특구가 다시 중요 역할을 맡을 전망이다. 과학기술정보통신부는 미래성장동력 7대 시드(SEED) 프로젝트를 최근 발표하고 소형모듈원자로(SMR)와 핵융합, 재생에너지 등을 양자, 우주항공, 첨단 바이오와 함께 장래 경제성장 동력 확보를 위한 프로젝트로 선정했다. SMR은 인공지능(AI) 확산과 데이터센터 전력 수요 급증, 탄소중립 목표 달성이라는 과제가 맞물..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석

  • 민주당 전당대회서 고공 시위 민주당 전당대회서 고공 시위

  • 가을옷 입은 마네킹 가을옷 입은 마네킹

  • 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체