모든 것을 볼 수 있는 나노튜브 기술개발을 통한 각종 장치의 진화

 

캘리포니아에 소재한 일련의 연구진들이 빛의 전체 가시 스펙트럼을 탐지할 수 있도

록 하는 첫 번째 카본 나노뷰브 기기를 개발하여 선보였다. 본 연구결과는 태양열 전

지로 하여금 빛을 더 많이 흡수하도록 하거나 어두운 곳에서도 카메라가 잘 작동하

도록 하거나, 인공망막의 우수한 개발까지도 가능하게 한다는 측면에서 다양한 애플

리케이션 응용영역을 중심으로 사용될 수 있을 것으로 평가되고 있다. 

 

다른 연구진들이 울트라 볼트의 빛을 포함한 특정 웨이브 길이를 가진 빛을 탐지할 

수 있는 나노튜브 장치를 개발하여 선보이고 있기도 한데, 전체 빛에 대한 가시성 있

는 스펙트럼을 만들어내지는 못한 상황에서 본 기술은 주목되고 있는 가장 큰 이유 

중의 하나이다. 

 

캘리포니아 대학의 관계자는 본 기술 개발이 중요한 이정표가 될 것으로 평가하면

서, 주목할만한 점들이 지속적으로 존재한다고 언급하고 있다. 

 

두 개의 기기가 쌍으로 이루어져 있는 디지털 카메라 내의 빛 센서는 빛을 전자 신호

로 변화시키고 있는데, 이는 광자가 실리콘을 공격하는 성질을 이용하여 가능한 것

으로, 해당물질 내의 전자 구멍을 만들어 작동하게 하고 있다. 

 

반대로, 탄소 나노튜브 빛 센서 장치는 일반적인 생물학적 눈과 유사한 방식으로 작

동하는데, 나노튜브가 세 종류의 발색단으로 장식되어, 특정 빛의 파장에 대응하면

서 형상을 변화시킬 수 있도록 지원하고 있다. 이러한 형상에서의 변화는 나노튜브

에 대한 전도성 위치 변화로 귀결되는데, 나노튜브 상의 전자 전도성을 변화시키면

서, 빛의 색을 감소시키고 강렬함까지도 줄일 수 있도록 지원하고 있다. 

 

본 연구진은 세 개의 서로 다른 유형의 발색단을 사용하고 있는데, 빨간색, 녹색, 파

란색을 가진 가시성 있는 빛 스펙트럼들이 이에 대응할 수 있도록 설계되어 있는 것

으로 해석된다. 

 

현재 이루어지고 있는 본 작업은 초기 단계로 추정되지만, 나노튜브 빛 센서는 오늘

날의 빛 센서 칩보다 다양한 장점을 가지고 있는 것으로 해석된다. 본 장치는 본질적

으로 해상도가 높도록 설계되었지만 크기는 작은 것으로 평가되는데, 각각의 나노튜

브의 지름만큼 해상도가 약 1나노미터로 추산되는데, 각각의 나노튜브 배열이 매우 

작기 때문에, 빛이 매우 작은 영역에 집중할 수 있고, 미래에게 개발될 각종 장치로 

하여금 아주 작은 빛의 단위에도 반응할 수 있도록 하는 것이 가능하게 된 것으로 평

가된다. 

 

이에 더하여, 나노튜브 빛 센서장치는 유연성을 가지는 폴리머 장치로 출력 가능하

여, 제조비용이 매우 저렴하고, 생물학적 문제도 덜 야기하여, 망막 삽입에도 매우 

유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 

 

본 연구진은 이러한 힘든 과정을 통하여 자신만의 새로운 장치들을 개발할 수 있게 

되었는데, 실리콘 웨이퍼 상단에 개별적인 카본 나노튜브를 위치시켜, 양끝에서 전

기접촉을 더하는 과정을 추진한 것이다. 이러한 프로세스를 사용하여, 장치제작에 

걸리는 시간을 줄일 수 있었고, 자기 조립이 가능하고 나노튜브의 외곽표면에 부착

할 수 있도록 하는 장치개발로 이어지게 된 것이다. 

 

대형 나노튜브 네트워크를 작동하는 방식을 이미 다른 연구진들도 이해하였기 때문

에, 어떤 방향으로 본 제품의 개발이 진행될 것인지 많은 의구심들이 존재하고 있기

는 하지만, 사용자가 자신이 설계한 나노튜브 장치로 하여금 어떠한 새로운 가치를 

만들어 낼 수 있을 것인지 주목할만한 상황으로 남아있게 된 것이다.

 

 

http://www.technologyreview.com/

출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-03-07