'고무줄 탄소나노튜브' 발견 … 전기 흐르니 4배 커졌다 작아졌다

국내 연구진이 탄소나노튜브 응집체에 전압을 가하면 원래 크기의 4배 이상으로 늘어나고 전압을 없애면 고무줄처럼 원래 상태로 되돌아오는 현상을 발견했다. 이 연구 결과는 초음파를 발산하는 액추에이터나 액정 디스플레이,나노 전자소자 등에 적용할 수 있을 것으로 전망된다.

성균관대 이영희(물리학과) 교수와 전북대 이승희(신소재공학부) 교수팀은 16일 액정 용액 속에 고농도 탄소나노튜브 응집체를 주입한 뒤 전압을 가한 결과 이 같은 사실을 규명했다고 16일 밝혔다.

탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결돼 지름이 수십 나노미터(㎚=10억분의 1ｍ)인 관 모양을 이루고 있는 것으로 전기전도도와 열전도도,역학적 강도가 뛰어나 전기전자 소자나 에너지 저장소자 등에 응용되고 있다.

탄소나노튜브는 탄성이 높아 구부러지는 특성은 뛰어나지만 전압에 따라 늘어나고 줄어드는 정도가 10% 내외로 아주 작아 전기 에너지를 기계적인 변위나 응력으로 바꿔주는 액추에이터 등에 응용하기에는 한계가 있다는 지적을 받아왔다.

연구진은 탄소나노튜브가 서로 엉겨 붙어 얽혀 있는 탄소나노 튜브응집체를 액정 속에 주입한 뒤 전압을 가하자 전압이 가해진 방향으로 탄소나노튜브 응집체가 배열되면서 크기가 4배 이상 늘어났다는 사실을 확인했다. 또 전압을 제거하면 원상태로 되돌아 오는 현상도 밝혀냈다.

이 연구 결과는 국제저널 나노 레터스 8월호에 게재됐다.

오춘호 기자 ohchoon@hankyung.com