□ 연구개발의 추진배경 및 필요성

○ 탄소나노튜브

▪ 탄소나노튜브는 탄소 6 개로 이루어진 육각형들이 관(管)모양으로 연결된 원통(튜브) 모양의 탄소 동소체로 나노 굵기의 탄소 구조물이 가진 물성은 강도 외에 전기를 흘리면 LED(발광다이오드) 보다 효율이 100 배 이상 높은 빛을 낸다. 열전도율은 자연계에서 다이아몬드와 유사하고 인장력은 다이아몬드를 능가한다. 구리와 같은 수준의 전기 전도율을 가지고 있다.

▪ CNT 는 벽을 이루고 있는 탄소원자의 결합 수에 따라 구분한다. 우선 단일벽 탄소나노튜브 (Single-wall Nanotube)는 탄소원자로 구성된 벽이 하나인 튜브 형태로 전기전도성, 열전도성이 가장 우수하다. 탄소원자로 구성된 벽이 두개인 이중벽 나노튜브(Double-wall Nanotube)는 전기 전도성과 기계적 특성이 뛰어나다. 다중벽 나노튜브(Multi-wall Nanotube)는 하나의 튜브에 탄소 원자로 구성된 벽이 여러 겹인 튜브형태로 전기 및 열적 특성은 다소 떨어지나 기계적 특성이 우수하고 제조가 용이해 응용범위가 넓다. 이 밖에 단일벽 나노튜브가 여러 개 붙어서 다발을 이룬 튜브형태인 다발형 나노튜브(Rope Nanotube)가 있다.

○ 탄소소재 분산 기술

▪ 분산제를 통한 분산: 계면활성제를 이용하여 탄소소재가 용액상에서 용해될 수 있다. 계면활성제의 역할은 탄소소재 표면에 효과적으로 코팅되어 정전기적 반발력이나 steric 반발력을 유도하여 분자간의 힘인 van der Waals 인력을 극복하는 것이다. 다시 말해서, 계면활성제가 탄소소재의 표면에 흡착하여 안정된 콜로이드 분산용액을 형성할 수 있으며 동시에 coupling agent 역할을 하기 때문에 탄소소재 사이에 steric repulsive force를 제공할 수 있다. 계면활성제는 SDS (Sodium Dodecyl Sulfate), Triton X-100 (TX-100), LDS (Lithium Dodecyl Sulfate)이다. 탄소나노튜브 분산을 위해 많이 사용되어져 온 PVA(Poly Vinyl Alcohol), 음으로 대전된 SDS, 양으로 대전된 CTAC (Cetyltrimethyl Ammonium Chloride), DTAB (Dodecyl-trimethyl Ammonium Bromide), nonionic C12E5 (Pentaoxoethylenedocyl ether), polysaccharide (Dextrin), 긴 사슬의 합성 고분자인 PEO (Poly Ethylene Oxide)등을 이용한다.

총 연구비 : 50,000,000 원