실리콘 대체소재 양산기술 첫 개발…탄소나노튜브 상온합성，저가공급 기대

오는 2012년 실리콘을 대체할 ‘꿈의 소재’ 탄소나노튜브를 값싸게 대량으로 생산할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

삼성종합기술원 박완준 박사 연구팀은 7일 나노기술의 핵심재료인 단일벽 탄소나노튜브를 상온에서 합성하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

원통형 구조의 탄소나노튜브는 다양한 전기적 성질을 띠고 있는 직경 1∼10나노미터(㎚·10억분의 1m)의 미세한 물질로 차세대 전자소재, 정밀기계, 광(光)소자, 에너지, 바이오산업 등 차세대 나노제품에 필수적인 ‘꿈의 소재’로 불리고 있다.

이번 연구는 과기부 테라((1테라=1조)급 나노소자 개발사업단과 삼성종합기술원이 공동으로 수행했으며 지난 2000년 6월부터 현재까지 모두 57억원의 연구비가 투입됐다.

연구팀은 철과 탄소 화합물인 ‘페로신’을 용매 ‘자일렌’에 녹여 만든 혼합액에 초음파 에너지를 가해 물방울을 형성시켜 이 물방울이 터지면서 발생하는 고온·고압을 이용해 페로신과 자일렌에서 탄소를 분리하는 방식으로 탄소나노튜브를 합성했다고 설명했다.

이 방법을 이용하면 내부의 고온·고압을 이용하기 때문에 외부에서 고온·고압·고진공을 발생시키는 고가의 장비가 필요없어 합성 공정과 설비를 단순화함으로써 저렴한 가격으로 대량의 탄소나노튜브를 생산할 수 있게 된다.

현재 널리 쓰이는 탄소나노튜브 합성방법은 기체인 이산화탄소에 800∼1200도의 고온과 고압을 가하는 방식이어서 생산단가가 g당 50만원 수준으로 아주 비싸다.

박박사는 “탄소나노튜브의 양산기술을 확보함에 따라 다양한 나노소재 분야에 파급효과가 클 것”이라면서 “기초 나노소재 분야에서 기술적 리더십을 확보하는 전기를 마련했다”고 말했다.

/ [e-mail] 김승중기자