이재갑 KIST 박사 연구팀, 탄소나노튜브 나선형 구조 확인
차세대 신소재로 주목받는 탄소나노튜브(CarbonNanotube, CNT)가 지금까지 알려진 것처럼 원통 구조가 아니라 나선형 구조임을 국내 연구진이 밝혀냈다.
한국과학기술연구원(KIST)은 계연제어연구센터 이재갑 박사 연구팀이 탄소나노튜브의 구조가 나선체라는 사실을 확인했다고 9일 밝혔다.
탄소나노튜브는 강도가 강철보다 100배 뛰어나고 전기전도성과 열전도율도 각각자연계 물질 가운데 최고인 구리, 다이아몬드와 비슷해 반도체·항공기·자동차 등 여러 산업에 활용될 수 있는 '꿈의 신소재'로 불린다.
이 물질은 1991년 일본전기회사 부설 연구소의 이지마 스미오 박사에 의해 처음발견될 때만 해도 탄소 6개로 이뤄진 육각형이 서로 연결돼 원통 구조를 가진 것으로 인식됐다.
실제 탄소나노튜브는 외형상 원통형 구조를 띠는 것으로 알려져 있다.
다만 머리카락의 10분의 1 굵기인 나노 특성상 이를 정확히 확인하기는 쉽지 않은 일이었다. 이후 이뤄진 수많은 연구도 이 물질이 원통 구조임을 전제로 했다.
하지만 KIST 연구팀은 고분해능전자현미경과 원자현미경으로 정밀하게 관찰한 결과, 탄소나노튜브가 완전한 원통구조가 아니라 나선형으로 뻗어나간 나선체임을 확인했다.
나선형 틈에 의해 형성된 '마디(Nodal) 조직'이 하나의 증거였다.
이는 기대와 달리 사실상 탄소나노튜브에 반도체 성질이 없다는 것을 뜻한다고 연구팀은 설명했다.
반도체 성질은 원통형 구조에서만 발현되기 때문이다.
그동안 일부 연구에서 보고된 탄소나노튜브의 반도체성은 나선형 틈이 전자의 이동을 왜곡시켰기 때문이라는 게 연구팀의 분석이다.
이재갑 박사는 "이 연구 성과는 지난 20년간 이뤄진 수많은 연구 결과에 일대 수정을 요구하는 등 물리·나노재료학계에 큰 파문을 일으킬 것"이라고 말했다.
이번 성과는 지난달 16일 나노 분야 국제학술지 '스몰'(Small) 온라인판에 실렸다.
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