[나노] 탄소나노튜브에 대한 고찰

소개글

최근 각광 받고 있는 나노 기술의 한 영역인 탄소나노기술에 대해 고찰한 자료입니다. 탄소나노 튜브가 어떤 점에서 유리하고 차세대 대체 소재가 될 만한 이유를 알아보았습니다.

목차

들어가며...

1. 탄소나노튜브의 구조

2. 탄소나노튜브의 물성
① 전기적 성질
② 열적성질
③ 기계적 성질

3. 탄소나노튜브의 합성 기술
① 전기방전법(arc-discharge)
② 레이저 증착법(laser vaporization)
③ 플라즈마 화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
④ 열화학 기상증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition)
⑤ 기상합성법(Vapor phase growth)

4. 탄소나노튜브의 전계전자방출 특성

5. 탄소나노튜브의 응용기술
① Emitter 및 FED응용
② 2차 전지전극 및 연료전지 응용
③ 극미세 전자 스위칭소자 응용
④ Mechatronics 및 고기능 복합체 응용

6. 향후 전망

본문내용

들어가며...

최근에 나노미터 크기의 극 미세 영역에서 새로운 물리현상과 향상된 물질특성을 나타내는 연구결과가 보고 되면서 나노 과학기술이라는 새로운 영역이 태동하게 되었고, 이러한 나노 과학기술은 앞으로 21세기를 선도해 나갈 수 있는 과학기술로써 전자정보통신, 의약, 소재, 제조공정, 환경 및 에너지 등의 분야에서 미래의 기술로 부각되었다.
나노 과학기술 분야 중에서도 특히 탄소나노튜브(Carbon nanotube; CNT)는 새로운 물질특성의 구현이 가능하여 기초연구의 중요성과 산업적 응용성이 동시에 크게 각광을 받고 있다.
1985년에 Kroto와 Smalley가 탄소의 동소체(allotrope)의 하나인 Fullerene(탄소 원자 60개가 모인 것: C60)을 처음으로 발견한 이후, 1991년 이 새로운 물질을 연구하던 일본 전기회사(NEC) 부설 연구소의 Iijima 박사가 전기 방전법을 사용하여 흑연 음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 TEM으로 분석하는 과정에서 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소나노튜브를 발견하여 Nature에 처음으로 발표하였다.
이때 성장된 탄소나노튜브의 길이는 수십 nm-수 m이고, 외경은 2.5-30 nm 이었다.
탄소나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 sp2 결합의 육각형 벌집무늬를 이루며, 이 튜브의 직경이 대략 수 nm 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브라고 부르게 되었다.
1992년 Ebbesen, Ajayan 등은 전기 방전법을 사용하여 탄소나노튜브를 합성할 때, 챔버내의 헬륨압력을 높일 경우 흑연 음극상에서 탄소나노튜브 의 합성수율이 크게 증가한다는 사실을 발표하였다. 1993년에는 IBM의 Bethune 등과 NEC의 Iijima 등이 전기방전법을 사용하여 직경이 1 nm 수준인 단중벽 나노튜브(single walled nanotube; SWNT) 합성을 각각 발표하였다.

참고 자료

없음