탄소 나노튜브

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3D 소프트웨어로 구현된, 회전하는 탄소 나노튜브의 애니메이션.

탄소 나노튜브(Carbon nanotube, CNT)는 탄소동소체이다. 1991년 일본 NEC 연구소의 이이지마 스미오 박사가 전자 현미경을 통해 처음 확인되었다.

탄소나노튜브는 1985년에 Kroto와 Smalley가 탄소동소체풀러렌(탄소 원자 60개가 모인 것:C60)을 처음으로 발견한 이후, 1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이이지마 박사가 전기방전시 흑연 음극상에 형성된 탄소 덩어리를 투과 전자 현미경으로 분석하는 과정에서 발견하여 네이처 지에 처음으로 발표하였다.[1] 탄소 나노튜브에서 탄소원자 하나는 주위의 다른 탄소 원자 3개와 sp2 결합을 하여 육각형 벌집무늬를 형성하며, 이 튜브의 직경이 대략 수 나노미터(nanometer, nm) 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브라고 부르게 되었다. 이 탄소나노튜브는 전기 세기가 클수록 더 수축하는 성질을 가지고 있다.

최근, 한국과학기술연구원(KIST)의 이재갑 박사가 탄소나노튜브는 기존에 알려진 원통형이 아니라 나선형임을 밝혔다. 즉, 단일벽탄소나노튜브(SWNT)는 리본그래핀나선형으로 성장하여,[2] 다중벽탄소나노튜브(MWNT)는 리본흑연나선형으로 성장하여[3] 외견상 튜브처럼 보임을 고해상도투과전자현미경(HRTEM), 원자현미경(AFM) 관찰, X-ray분석 및 형성에너지 계산을 통해 밝혔다.

탄소 나노튜브 다발의 주사 전자 현미경 이미지
세 겹 팔걸이의자형 탄소 나노튜브

주석[편집]

  1. S. Iijima, Nature (1991) 354, 56
  2. J.-K. Lee et al., Small (2014) 10, 3283-3290
  3. J.-K. Lee et al., APL (2013) 102, 161911