탄소나노튜브 응집체에 전압을 가하면 원래 크기의 4배 이상 늘어나고 전압을 없애면 원래의 모양으로 돌아오는 현상이 국내 연구진에 의해 처음으로 규명됐다.

이영희 성균관대 교수(물리학·사진 왼쪽)와 이승희 전북대 교수(신소재공학부·사진 오른쪽)팀은 16일 액정 용액 속에 고농도 탄소나노튜브 응집체를 주입시켜 전압을 가하면 탄소나노튜브 응집체가 4배 이상 늘어나고 전압을 없애면 다시 원래의 형상대로 돌아오는 새로운 현상을 발견했다고 밝혔다.

‘꿈의 신소재’로 불리는 탄소나노튜브는 전기전도도와 열전도도, 역학적 강도가 뛰어나 전기전자소자나 에너지 저장소자, 디스플레이, 복합체 등에 응용되고 있다. 국내에서는 탄소나노튜브를 이용해 전계방출디스플레이, LCD- BLU 개발에 응용하고 있다.

탄소나노튜브는 그러나 탄성이 높아 구부러지는 특성이 좋은 반면 전압에 따라 늘어나고 줄어드는 정도가 10% 내외로 아주 작아 전기에너지를 기계적인 변위나 응력으로 바꿔주는 액추에이터(Actuator) 등에 응용하기에는 한계가 있다는 지적을 받아왔다.

이 교수팀은 특히 이번 연구를 통해 같은 전압에 대해 얼마나 늘어나는가를 알 수 있는 전기활성 상수가 탄소나노튜브 응집체의 경우 70(V/㎛)­¹로 기존의 전기활성물질인 유전체보다 300배 이상 크고 고분자보다 20배 이상 크다는 사실을 밝혀냈다.

전압을 임계값 이상 가하면 탄소나노튜브 응집체가 풀려 탄소나노튜브가 분산되는데 이번 연구결과는 엑추에이터와 디스플레이, 나노전자소자 등에 응용 가능성이 매우 높은 것으로 평가 받고 있다.

이 교수팀의 연구결과는 나노 분야의 세계적 권위지인 나노레터스지(Nano Letters, Imfact Factor:9.960) 8월호에 게재됐다. 과학기술부는 지난 2001년 이영희 교수팀이 소속된 성균관대 나노튜브 및 나노복합 연구센터(소장 박종윤)를 우수연구센터(SRC)로 선정, 지원하고 있다.