‘탄소나노튜브 실’ 국내 첫 개발

지름 15나노미터(㎚, 1㎚는 10억분의 1m)의 탄소나노튜브 가락들을 100억개 정도 얽어 만든 지름 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만분의 1m)의 탄소나노튜브 실. 전자현미경으로 촬영한 것이다. 한국표준과학연구원 제공

남승훈 연구팀 생산기술 발표
탄성·강도 높아 방탄복등 사용

방탄복 등에 쓰이는 특수 섬유나 항공우주 부품 등에 활용할 수 있는 탄소나노튜브 실이 국내에서 처음 개발됐다.

남승훈(50) 한국표준과학연구원 책임연구원(21세기프런티어사업단 나노메카트로닉스기술개발사업단) 연구팀은 15일 실리콘 기판 위에 탄소나노튜브를 수직으로 배양한 뒤 여기에서 여러 가닥의 탄소나노튜브를 다발로 만들어 실 모양으로 뽑아낸 탄소나노튜브를 제조했다고 밝혔다.

국내에서 탄소나노튜브 실 생산기술이 발표되기는 처음이다. 연구팀의 성과는 소재분야 국제학술지인 <카본> 최신호 표지논문으로 선정됐다.

연구팀이 실리콘 기판 위에 수직 배양된 탄소나노튜브에서 직접 탄소나노튜브 다발을 잡아당기자 탄소나노튜브 사이에 반데르발스힘(분자 사이에 작용하는 인력)에 의해 실처럼 계속적으로 뽑혀 나왔다. 탄소나노튜브 실은 탄성과 강도가 철의 100배 정도로 매우 높아 방탄복에 쓰일 수 있고, 전기전도도는 물론 열전도도 뛰어나 항공우주부품 등 기능성 복합직물로 활용할 수 있다. 또 전압을 가했을 때 전자가 방출되는 전계방출현상을 이용해 휴대용 엑스레이 튜브나 전자총, 휴대용 비파괴검사기 등에도 쓰일 수 있다.

특히 탄소나노튜브 실을 이용해 필름을 만들면 유연하고 전기전도도가 높아 터치스크린 소재로도 유용하며, 전류를 가하면 표면에 열이 나는 특성을 이용해 자동차 유리 김 서림 방지용 히터 등에도 활용될 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

이근영 선임기자