교육과학기술부(장관 이주호)는 국내 연구진에 의해 탄소나노튜브로 이뤄진 탄소나노튜브 실을 만드는 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

이 기술은 교육과학기술부 21세기프론티어연구개발사업 나노메카트로닉스기술개발사업의 지원을 받아 한국표준과학연구원(원장 김명수) 재료측정표준센터 남승훈 박사팀이 개발한 것으로 항공우주산업 등 다양한 분야에 활용이 가능할 것으로 전망된다.

이 기술은 국제학술지인 ‘카본(Carbon)’ 2010년 11월1일자에 본문이 게재됐으며, 2011년 1월1일자에는 표지논문으로 선정됐다.

남 박사팀은 실리콘 기판 위에 길이가 300마이크로미터와 12나노미터 굵기의 탄소나노튜브를 수직으로 배양시킨 후 이로부터 여러 가닥의 탄소나노튜브를 다발로 형성시켜, 실 모양으로 뽑아내 기존의 제조기법을 크게 개선했다.

탄소나노튜브 실의 굵기는 1마이크로미터 이하이며, 1ⅹ1센티미터의 실리콘 기판 위에 수직 배양된 탄소나노튜브로부터 수십 미터 이상 길이의 실을 만들 수 있다.

이번 개발된 기술로 가느다란 탄소나노튜브 실 여러 가닥을 한꺼번에 뽑아낼 수 있으며, 탄소나노튜브 실에 폴리머와 같은 물질을 쉽게 코팅할 수 도 있다.

이 기술을 이용하면 향후 탄소섬유 방직산업에도 폭넓게 활용될 전망이다.

금속 표면에 고전압을 가했을 때 전자가 튀어나오는 전계방출현상이 탄소나노튜브 실에서는 보다 낮은 전압에서도 나타나 산업적 활용도 기대된다.

남 박사팀은 또한 전자현미경을 이용, 전계방출 시 탄소나노튜브들 사이의 상호 반발에 의한 실 끝부분의 형태 변화를 실시간으로 촬영하는데 성공했다.

남 박사는 “탄소나노튜브 실이 높은 탄성과 강도(철의 100배 정도)를 가지고 있어서 방탄복에 유용하고 뛰어난 전기전도도와 열전도 물성 때문에 기능성 복합직물로도 활용이 가능할 것으로 본다”고 말했다.

이번 개발기술로 실 형태뿐만 아니라 탄소나노튜브 시트 모양으로 균일하게 뽑아낼 수 있어, 대면적 탄소나노튜브 필름의 대량제조도 기대된다.

탄소나노튜브 시트는 유연성이 좋고, 투과율과 전기전도도가 높아 앞으로 터치스크린 소재인 ITO((Indium Tin Oxide)필름을 대체할 수도 있다.