안녕하십니까,
부매경입니다.
오늘은 탄소나노튜브에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
이차전지 도전재로 사용되면서 용량과 수명을 늘릴 수 있어 최근에 관심이 증가하고 있습니다.
1. 탄소나노튜브란?
- CNT : Carbon Nanotube
- 6개의 육각형 탄소원자가 튜브 모양으로 이어져 그물 구조를 이루는 나선형 물질
- 튜브의 직경이 나노미터 정도로 극히 작이 때문에 나노튜브라고 불림
탄소나노튜브는 기본적으로 탄소원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 고분자 탄소 동소체로
1991년 일본의 NEC 연구소의 이지마 스미오 박사가 최초로 발견하였습니다.
2. 탄소나노튜브 종류
A. 단일벽 탄소나노튜브
- 전자적 특성으로 전기기기 제품에 사용
B. 다중벽 탄소나노튜브 : 나노튜브를 중첩하여 연결
- 기계적인 강도가 강한 분야에 사용
3. 탄소나노튜브 특징
- 기계적 높음 강도
- 높은 전기 및 열전도성
탄소나노튜브는 현재까지 발견된 물질 중 가장 강력한 강도를 가지고 있는 물질로, 철의 100배 이상 강하며,
이는 기술발전이 되면서 점점 더 강해지고 있습니다. 그리고 전도성이 좋고, 반도체 특성을 가지고 있어 그 활용도가 매우 높습니다.
4. 탄소나노튜브 적용분야
- 복합재료 : 세라믹, 금속과 결합하여 항공기 부품, 스포츠 장비 등 가볍고 강한 복합재료 생산
- 에너지 저장 : 높은 표면적과 전도성으로 리튬 이온 배터리 저장 장치의 용량과 성능을 향상
- 나노전자공학 : 전도성이 뛰어나 트랜지스터 등 반도체 부품에 적합
- 센서 : 가스 센서, 바이오 센서, 화학 센서 등 다양한 센서 장치에 사용
- 열관리 : 냉각 시스템 등에 사용
이 외에도 의료기기, 정수기, 항공우주 재료 등 다양한 분야에서 많이 사용되고 있으며,
과학, 에너지, 전자 및 의료 분야의 기술 혁신을 가지고 올 수 있는 물질로 평가되고 있습니다.
5. 탄소나노튜브 문제점
- 흡입하거나 신체에 들어갈 경우 폐 염증, 손상 및 암 발생 위험
- 제품 폐기 시 생태계에 축적되어 생물과 유기체에 피해 발생
단일벽 탄소나노튜브는 발암성이 확인되지 않았으나, 다중벽 탄소나노튜브에서 발암 위성이 발견되어 발암성 물질로 분류되었습니다.
6. 탄소나노튜브 시장규모
- 2021년 8억 7000억 달러
- 2026년 17억 1300억 달러
탄소나노듀브 시장은 연평균 약 24% 성장하는 고성장 시장으로 향후 더욱 다양한 분야에 적용될 것으로 평가되고 있습니다.
이상입니다. 감사합니다.
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