탄소나노튜브는 나선형 구조?

한때 꿈의 신소재로 불렸던 '탄소나노튜브(CNT)'의 구조가 원통형이 아니라 나선형 구조라는 연구결과가 나왔다.
한국과학기술연구원 계면제어연구센터 이재갑 선임연구원과 영국 헤리엇와트대 존 필립 교수 공동 연구진은 에너지 분석 결과 CNT가 기존에 알려졌던 모양대로 원통형이 아니라 스프링처럼 나선형 모양임을 확인했다고 9일 밝혔다.
탄소원자 단일층으로 구성된 평면이 원통형 모양을 하고 있는 CNT는 1991년 발견된 이후 전기전도도 및 물성이 뛰어나 차세대 신소재로 불려왔다. 하지만 이론적으로 계산한 CNT의 물성이 실제로는 구현되지 않아 실생활에 적용하기가 쉽지 않았다.
연구진은 CNT가 형성될 때 필요한 에너지 값을 분석한 결과 원통형이 아닌 나선형으로 이뤄져야 더 안정한 구조를 형성함을 확인했다. 이재갑 선임연구원은 "고분해능전자현미경 및 원자현미경으로 나선형 틈에 의해 형성된 마디조직을 확인했다"며 "나선형 구조의 CNT는 반도체 성질을 갖을 수 없어 전자소자로 사용할 수 없음을 의미한다"고 설명했다. 연구진은 이번 연구가 CNT의 이론적인 물리.기계적 성질이 현실에서 재현되지 않는 이유를 설명해주는 근거라고 덧붙였다.
이재갑 선임연구원은 "지난 20년 간 CNT에 대한 연구를 뒤집는 성과"라며 "하지만 CNT를 반도체로 사용하지 못할 뿐, 투명터치스크린, 복합재료 등에 활용할 수 있다"고 말했다.
[원호섭 기자]