나노기술 및 정책 정보

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라이스 대학교(Rice University)에서 만든 탄소 나노 튜브 섬유는 이제 Kevlar보다 강하고 구리의 전도도를 넘어서려고 하고 있음. 연구팀은 습식 방사 공정을 통해 긴 탄소 나노 튜브로 만들어진 가장 강력하고 전도성이 높은 섬유를 개발했다고 Carbon에 보고함.

연구원들은 의료 및 재료 응용 분야에서 획기적인 발전을 이룰 수 있는 습식 방사 탄소 나노튜브 섬유가 3 년마다 강도와 전도성이 두 배로 증가했다고 지적함. 거의 20 년에 걸친 추세임. 단면에 수천만 개의 나노튜브가 있는 이 실험실의 실 모양 섬유는 손상된 심장을 복구하기 위한 다리 역할, 뇌와의 전기 인터페이스, 인공 와우 이식, 유연한 안테나, 자동차 및 항공 우주 응용 분야에 사용하기 위해 연구되고 있음. 그들은 또한 미래 제로 배출을 창출하기 위해 Shell, Prysmian 및 Mitsubishi의 지원을 받아 2019 년에 시작한 다 대학 연구 이니셔티브인 Carbon Hub의 일부임. 이 연구의 목표는 실험실에서 생산된 섬유의 기록적인 특성을 제시하는 것이며, 이러한 개선은 이제 강도 측면에서 Kevlar를 능가하고 있다는 것을 의미함. 이는 정말 큰 성과이며, 두 배만 더하면 시장에서 가장 강력한 섬유를 능가 할 것으로 기대됨. 연구팀의 유연한 섬유는 4.2 기가 파스칼 (GPa)의 인장 강도를 가져 케블라 섬유의 경우 3.6 GPa에 비해 높음. 섬유는 높은 결정성을 가진 긴 나노튜브를 필요로 함. 즉, 결함이 거의 없는 규칙적인 탄소 원자 고리 배열임. 연구팀의 공정에 사용되는 산성 용액은 또한 섬유 강도를 방해 할 수 있는 불순물을 줄이고 잔류 도핑을 통해 나노튜브의 금속 특성을 향상시키는 데 도움이 됨.

연구팀이 개발한 섬유는 전도도가 미터당 10.9 메가 지멘스 (백만 지멘스)로 향상되었으며, 탄소 나노튜브 섬유가 10 메가 지멘스 임계값을 통과한 것은 이번이 처음임. 무게에 대해 표준화 하였을 때 개발된 섬유가 구리 전도도의 약 80 %를 달성함. 그러나 이 결과는 백금 와이어를 능가하고 있으며, 섬유 열전도율은 피치 흑연 섬유를 제외한 어떤 금속과 합성 섬유보다 뛰어남.