전기저장용량을 매우 향상시키는 탄소나노튜브 적층 조립

MIT 연구진은 다중벽 탄소나노튜브(multi­walled carbon nanotube) 박막을 만들 

수 있는 새로운 기술을 개발했다. 적층(layer by layer) 조립된 탄소나노튜브는 낮

은 전기저항을 가지고 그램(gram) 당 약 160 패럿(farad)을 저장할 수 있다. 이 수치

는 다른 탄소나노튜브 박막의 전기저장용량보다 2배 이상이고 기존 탄소 물질의 전

기저장용량 크기보다 더 크다. 

박막은 많은 양의 전기 전하를 저장할 수 있고 이것을 빨리 방전할 수 있기 때문에 

빠르게 충전해야 하는 초축전기(supercapacitor), 오래 유지하는 배터리 같은 장치

에 유망한 물질이다. MIT 연구진이 개발한 방법은 박막과 다공성을 조절할 수 있어

서 탄소나노튜브 박막의 전기적 성질을 조절할 수 있다. 이것은 이 물질이 의료용 임

플란트를 위한 마이크로배터리(microbattery), 전자장치를 위한 플렉서블 전극과 같

은 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있다는 것을 의미한다. 

연구진은 양이나 음으로 대전된 표면 분자를 가지도록 탄소나노튜브를 처리했다. 

그 후에 그들은 물 현탁액 속에 투입되고 실리콘 웨이퍼처럼 양이나 음의 나노튜브 

용액 속에 번갈아가며 기판을 담근다. 전하의 차이로 탄소나노튜브들은 화학적 결합

제가 없이도 서로 달라붙으면서 정전기적 인력(electrostatic attraction)을 만들었

다. 결합제가 필요한 이전의 나노튜브 박막들은 결합제로 인해서 순수한 나노튜브 

물질로 이루어진 것보다 낮은 전기적 성질을 가졌다. 연구진은 나노튜브를 기판에

서 분리시켜서 다양한 두께의 나노튜브 박막을 만들 수 있었고 이 박막의 전기적 성

질을 테스트했다. 

연구진은 물질들이 더 많은 전하를 가질 수 있도록 나노튜브를 변화시킬 연구를 진

행할 예정이고 디핑(dipping)보다 더 좋은 스프레이 방법을 개발하려고 한다. 

이 연구결과는 Journal of the American Chemical Society에 "Layer-by-Layer 

Assembly of All Carbon Nanotube Ultrathin Films for Electrochemical 

Applications" 이라는 제목으로 게재되었다(Journal of the American Chemical 

Society 131: 671-679). 

그림. 폴리머 뒷면에 조립된 이십 층의 탄소나노튜브.

http://www.technologyreview.com/

출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-02-25