나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원 나노기술 및 나노바이오닉스 연구소의 리칭원 연구원 연구팀이 고순도 반도체형 단일 벽 탄소 나노튜브를 제조할 수 있는 공액 분자-탄소 나노튜브 분리 시스템을 개발

● 연구팀은 단일 카이랄(Single Chiral) 탄소 나노튜브에 관한 지속적인 연구를 통해 서로 다른 구조를 갖는 공액 폴리머 시스템을 합성하고 선별하였으며, 이를 통해 피리딘 유닛을 포함하는 몇몇 공중합체가 1.2nm 지름의 특정 카이랄 탄소 나노튜브에 대해 독특한 선택성을 보유하고 있음을 발견

● 연구팀은 이러한 발견을 토대로 2가지 단일 카이랄 탄소 나노튜브의 고순도 분리 기술인 "과속 원심분리 강화 기술(Enhanced Ultracentrifugation E-UCG)"과 "다단계 추출 기술(Stepwise Extraction Processing STEP)"을 개발

● 연구팀은 단일 카이랄 순도가 각각 92.3%, 95.6%인 탄소 나노튜브를 제조하였는데 카이랄 순도는 모두 이미 보고된 단일 카이랄 탄소 나노튜브 중에서 최고 수치 수준

● 이런 2종류의 단일 카이랄 탄소 나노튜브의 지름은 각각 1.24nm, 1.20nm 이었으며, S11 흡수 피크와 형광 방출 피크는 각각 1.50μm, 1.52μm로 모두 광학 집적을 용이하게 하는 통신 파장 C 대역에 속함

● 본 연구는 카이랄 탄소 나노튜브와 폴리머의 구조 대응 관계에 대한 더욱 효과적인 탐색에 유리한 동시에 폴리머의 효율적인 선별을 실현하고 더욱 높은 단일 카이랄 순도로 탄소 기반 전자 및 광전자 개발을 촉진

※ 용어설명 

- 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT): 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 나노직경의 튜브를 이루고 있는 탄소동소체

※ Advanced Functional Materials 게재(2021.10.01.), “High-Purity Monochiral Carbon Nanotubes with a 1.2 nm Diameter for High-Performance Field-Effect Transistors”