녹색성장을 이끌 미래 과학 기술 - 탄소나노튜브

지난해 연말, 정부는 향후 60년 새로운 국가비전으로 '저탄소 녹색성장'을 제시하였습니다. 이에대해, 교육과학기술부는 녹색기술개발과 기후 변화 대응기술 개발에 적극 투자할 것이라 발표 했습니다.

녹색성장을 위한 주요 기술은 크게 세 가지로 나눌 수 있어요. ‘에너지 및 자원대체 관련 기술’과 ‘에너지 이용 효율화 관련 기술’, 그리고 ‘환경부하량 저감 및 재활용 기술’인데요. 

이 중 ‘에너지 및 자원대체 관련 기술’은 자원 대체를 통해 환경오염 물질의 발생과 에너지 및 자원의 고갈을 방지하는 기술들을 말합니다. 온실가스 감축과 에너지 향상을 위해서 기존 화석에너지와 원료를 친환경에너지와 소재로 대체한다면 녹색성장을 이룰 수 있어요. 

이에대하여 항균 콘크리트, 생분해성 플로스틱, 탄소나노튜브, 바이오 건자재 등 다양한 대체 기술들이 제시되고 있습니다. 그 중에서도 최근 최강의 소재로 각광받고 있는 대체 기술, ‘탄소나노튜브(Carbon Nanotube: CNT)’에 대해 함께 파헤쳐 볼까요?^^ 

 

탄소나노튜브, 너는 누구냐?!

 

탄소나노튜브 연구 현장 탐사

- 부산대학교 나노 신소재 연구실 

앞에서 살펴본 유용한 탄소나노튜브에 대해 좀 더 자세한 모습을 살펴보고자 부산대학교 나노과학기술대학의 나노 신소재 연구실을 찾았습니다. 오랜 시간동안 취재를 도와주신 심동현 연구원님께 감사의 인사를 드립니다.^^ 

이 곳에서는 직접 탄소나노튜브를 제작하고, 어떤 조합이 가장 효과적으로 탄소나노튜브를 제작할 수 있는지 연구하고 있었습니다. 덕분에 탄소나노튜브를 만드는 과정을 직접 볼 수 있었어요! 

탄소나노튜브를 만드는 과정은 생각보다 간단했어요. 1) 우선 촉매(알루미나 등)를 기계에 넣고 온도를 600°C ~ 1000°C 범위로 높입니다. 이때, 촉매제가 들어있는 관에는 질소를 공급해 줍니다. 2) 설정된 온도까지 촉매가 가열되면 그 온도를 유지시키면서 관 속에 공급하던 질소대신 에틸렌을 공급해줍니다. 3) 적정시간 온도를 유지한 후, 다시 관속에 공급하던 에틸렌을 질소로 교체하고 온도가 실온으로 하강할 때까지 기다립니다. 이러한 과정을 거치면 마치 검은 재처럼 보이는 탄소나노튜브가 완성됩니다.^^ 

 

 

탄소나노튜브를 만드는 동안, 매우 작은 나노사이즈의 탄소나노튜브를 조금 더 세밀하게 보기 위해서 SEM실험실을 가보았습니다. SEM(Scanning Electron Microscope)이란, 주사형 전자 현미경을 칭합니다. 일반 현미경보다 물체의 세밀한 모습을 볼 수 있답니다! 탄소나노튜브를 SEM촬영하자 마치 실타래와 같은 모습이 찍혀 나왔습니다. 실타래가 더욱 많이 얽혀 있을수록 더 많은 탄소나노튜브가 만들어진 것입니다. 

 

사람 좋게 생긴 심동현연구원님은 신비로운 이미지로 남고 싶다며 사진 촬영을 끝내 거부하셨는데요. 대신에 탄소나노튜브가 왜 최고의 신소재라 불리는지 다음과 같이 친절하게 설명해 주셨습니다. 

“탄소나노튜브의전기전도는구리보다 훨씬 좋고 강도도 다이아몬드보다 더 강합니다. 게다가 응용분야가 굉장히 많아서 이만한 소재가 없죠. 수소저장탱크에도 응용되고 저항과 열전도성이 작아서 디스플레이쪽에서 무척 각광받고 있어요. 앞으로 디스플레이가 어떻게 진화되는지 지켜보세요. 우리의 삶에보이지 않는 곳에서탄소나노튜브가 크게 기여할것입니다.” 

이상으로 녹색성장을 이끌 미래 과학 기술 중 탄소나노튜브에 대하여 살펴보았습니다. 우수한 성능과 다양한 응용분야, 그리고 탄소라는 무한자원으로 제작하여 각광받는 탄소나노튜브! 최고의 신소재라 할 만 하죠?^^ 

이러한 녹색성장을 위한 기술개발 노력은 지구와 인류 전체의 공존을 위해 큰 의의를 가지며, 이로 인해 국가적 · 세계적으로 커다란 변화를 누릴 수 있을 것입니다. 대한민국과 지구 모두 초록빛으로 반짝반짝 빛나는 그 날을 기대해 봅니다.^_^ 

 

 

<<< 양진주|교육과학기술부 대학생 블로그 기자
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