탄소나노튜브, 단일벽 시대 진입

차세대 IT 신소재로 주목받고 있는 탄소나노튜브(CNT)에도 순도와 활용성이 기존 생성물보다 월등히 높은 ‘단일벽(single-walled) CNT’가 급부상하고 있다. 　강원도 강릉과학단지에 소재한 나노벤처기업 KH케미컬(대표 김영수)이 내년 초부터 대량 생산해 액티패스(대표 박헌중·박성훈)에서 유통하게 될 CNT는 기존 ‘다중벽(multi-walled)’이 아닌 ‘단일벽’ 특성으로 업계의 주목을 받고 있다. 　KH케미컬은 기존 열화학기상합성법에 독자적으로 개발한 촉매기술을 접목시켜 고순도의 단일벽 CNT를 대량 생산해내는 데 성공했다. 　그동안 일반화돼온 방법으로는 촉매입자의 형성과 형성된 촉매입자에 의한 CNT의 성장이 반응로 내에서 동시에 일어나기 때문에 균일하지 못한 촉매 형성과 함께 CNT 형태(morphology)도 일정하지 못한 맹점이 있었다. 이에 비해 이 ‘단일벽 생성법’은 균일한 직경 분포를 갖는 촉매입자를 미리 제조한 뒤 주입함으로써 반응로 내에서는 CNT의 성장만이 일어나도록 한 것이다.

CNT의 최종 형태를 결정하는 주요 인자인 촉매를 미리 제어함으로써 다양한 특성의 CNT를 균일한 물성으로 생산하는 것이 가능해졌다는 설명이다. 　고순도 단일벽 CNT의 응용분야는 그야말로 무궁무진하다. 단일벽 CNT의 전도성을 잘 활용하면 투명한 전도성 광물질인 ITO를 대체해 투명전도성 필름을 제조할 수 있으며 이것은 앞으로 디스플레이분야(LCD·PDP·터치패널 등)에 획기적인 변화를 불러올 수 있다. 　또 CNT의 전기화학적인 특성을 이용해 극미량의 가스를 신속하게 검출할 수 있는 가스센서를 제조할 수 있으며 이러한 센서의 상용화는 수년 내에 가능할 전망이다. 　CNT를 다른 재료와 혼합해 복합재료를 만들게 되면 CNT의 우수한 강도와 전도성 등이 기존 재료의 특성을 최대 수백% 향상시킬 수도 있다. 전계방출디스플레이(FED)·백라이트유닛(BLU)·트랜지스터·메모리소자 등에도 널리 활용될 수 있다. 　독점 유통권을 쥐고 있는 액티패스의 박성훈 사장은 “‘단일벽’ CNT는 초기 선점효과를 충분히 갖고 갈 수 있을 것”이라며 “응용분야를 확대하는 데 초점을 맞출 계획”이라고 말했다. 　이진호기자@전자신문, jholee@etnews.co.kr