세계에서 가장 가늘고 긴 탄소나노튜브 개발 성공

포스텍 김광수 교수팀

포스텍 화학과 김광수(55) 교수 연구팀이 미 콜럼비아대 나노센터 김필립 교수 등과 공동연구를 통해 세계에서 가장 가늘고 긴 0.4㎚(머리카락 50만 분의 1 굵기)의 탄소나노튜브를 개발하는 데 성공했다. 지금까지 개발된 탄소나노튜브는 지름이 1㎚ 정도이다.

이번 연구결과는 미국 유명 과학저널인 '미국과학원회보'(PNAS)와 '미국화학회지'(JACS) 인터넷판에 게재됐다. 또 네이처지의 13일자 웹사이트에서도 탄소나노튜브의 물리학적 특성을 규명하는 데 결정적인 전기를 마련한 것으로 평가하면서 나노 관련 주요 뉴스로 비중 있게 다루는 등 학계의 주목을 받고 있다.

연구팀은 원자현미경 탐침을 이용해 매우 긴 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotube)를 수직으로 꺾어 당기면 고무줄처럼 늘어나면서 양파껍질을 벗기듯 바깥 껍질을 하나하나씩 벗길 수 있게 만들었다. 이를 통해 지름 0.4㎚의 가장 가는 탄소나노튜브를 만드는 데 성공한 것은 물론 금 전극에 붙여 전기적 특성을 측정하는 데도 성공했다.

특히 연구팀은 이 과정에서 다중적 탄소나노튜브를 한 겹씩 밖으로 표출시킬 수 있게 돼 세계에서 가장 긴 1㎜의 길이로 배열했다. 이와 함께 짧은 탄소나노튜브와 달리 긴 탄소나노튜브로 만든 소자는 반도체성(비선형) 전압-전류 특성을 보이는 것을 밝히는 등 물리적 특성 규명에 큰 진전을 보여, 탄소나노튜브 원천기술 개발에 큰 활력을 불어넣을 수 있을 것으로 기대되고 있다.

포항·이상원기자 seagull@msnet.co.kr