탑엔지니어링 자회사 세계 최초 탄소나노튜브 제작기술 개발

세계에서 처음으로 ‘잉크젯 프린팅을 이용한 단일벽 탄소나노튜브의 패턴 제작기술’이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국기계연구원 지능형정밀기계연구본부 한창수 박사팀은 과학기술부 21세기 프론티어 연구개발사업의 지원을 받아 아주대학교, 탑나노시스, 한국과학기술원과의 협력연구를 통해 2005년부터 약 2년간의 연구를 거쳐 본 기술을 개발했다.

탑나노시는 탑엔지니어링의 자회사로 현재 35%의 지분을 보유하고 있는 것으로 알려졌다.

이 기술은 우수한 전기적 성질을 가지고 있어 차세대 반도체 재료로 주목을 받고 있는 단일벽 탄소나노튜브를 이용해 종이, 유리, 플라스틱 등 다양한 기판에 직접 인쇄하여 다양한 패턴을 제작 할 수 있는 기술이다.

탄소나노튜브란 탄소들이 둥근 원을 이루며 튜브형태로 길게 자라난 것으로 그중에서 단일벽 탄소 나노튜브는 탄소로 이루어진 1나노 사이즈(백만분의 1 밀리미터)의 속이 빈 튜브를 말하며, 최근 가장 각광받고 있는 나노 크기의 신소재이다.

단일벽 탄소나노튜브는 구리보다도 전기전도도가 우수하고 다이아몬드보다 열전달 능력이 뛰어나는 등 기존 소재보다 월등히 우수한 전기·화학·물리적 성질을 갖고 있어 꿈의 신소재로 알려질 만큼 전 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있다.

한국기계연구원 한창수 박사팀은 “가정용, 사무용 잉크젯 프린트 방법과 같은 원리로 원하는 기판 위에 손쉽게 인쇄를 하는 방법으로 기존의 단일벽 탄소나노튜브 조작 방법에 비하여 월등히 빠른 제작 속도와 한번의 공정으로 다양한 패턴을 쉽게 제작할 수 있어, 탄소나노튜브를 이용한 응용 소자 제작 기술을 한 단계 높이는 데 크게 기여했다”고 밝혔다.

일반적으로 단일벽 탄소나노튜브는 직경은 작으나 길이가 길어서 은(Ag)과 같은 나노파티클과는 달리 잉크젯 프린팅이 불가능하다고 알려져 있으나, 이 기술은 피에조 압전소자를 이용한 잉크젯 헤드를 사용하여 단일벽 탄소나노튜브의 다양한 패턴을 인쇄하는 방식이다.

이 기술은 세계에서 최초로 단일벽 탄소나노튜브 패터닝 방법에 있어서 잉크젯 프린팅을 이용한 것으로써 탄소나노튜브 전자소자, 바이오 센서, 가스센서, 전도성 투명전극, 탄소나노튜브 전계 발광 소자 등 다양한 제품에 응용이 가능하며, 인쇄 기판에 제약을 받지 않아 차세대 디스플레이인 종이, 플라스틱으로 제작된 플렉시블 디스플레이 제작에 유용하게 활용될 수 있다.

연구진은 원천 기술 특허 3건의 국내 출원을 완료하고, 국외출원중이며, 이번 연구의 결과를 국내외 유명 저널에 발표할 예정이며, 정보 디스플레이에 관한 국제 전시·학술 대회인 'SID 2007'에서 구두 발표로 선정되어 지난 5월 24일 LA 롱비치에서 발표한 바 있다.