한국기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소 물질(Multidimensional Carbon Materials) 센터의 펑딩 박사 연구팀과 베이징대학 진 장(Jin Zhang)박사 연구팀이 탄소나노튜브(CNT)를 수평 구조로 합성하는 방법을 16일 발표했다.

CNT는 그래핀(흑연판) 층으로 길게 말려 있는 큐브 형태다. 인간 머리카락 굵기보다 10만배 얇다. 독특한 기계적, 전자적, 온열적 특성이 있다.

특히 CNT 중 단일 벽으로 구성된 수평형 CNT는 반도체 성질을 띠고 있다. 열 전도성과 물리적 강도가 우수해 반도체에 사용되는 실리콘 대안으로 여겨진다.

단일 벽으로 구성된 수평형 CNT가 실리콘의 대안으로 주목받았지만 CNT 합성 과정에 말린 형태가 아닌 CNT가 포함되곤 했다. 과학자들은 이를 극복하고 같은 구조로 CNT를 합성하기 위해 지난 20년간 연구해왔다.

CNT는 카탈리스트(catalyst)라 불리는 작은 금속 입자의 표면에서 자라난다. 지난 2014년 딩 박사 연구팀은 W6Co7의 일종인 카탈리스트를 이용하면 CNT를 특정 구조로 합성할 수 있다는 사실을 발견했다. 최근 연구는 당시 발견을 더 구체화한 것.

이번 결과는 CNT의 물성을 자유자재로 제어할 방법의 토대가 될 것으로 보인다. 관련업계는 기존 탄소나노튜브 생산율이 저조했던 한계를 극복, 대량생산이 가능할 것이라는 진단을 내놨다.