나노기술 및 정책 정보

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  산업기술총합연구소(AIST) 나노튜브응용연구센터 하타 겐지( 賢治) 상석연구원(슈퍼 성장CNT팀 연구팀장)은 2009년도 경제산업성 사업에 따라, (주)니혼제온(Zeon)의 협력을 얻어 슈퍼 성장법에 의한 고순도 단층 탄소나노튜브의 대량생산설비의 개발을 추진해 1일당 600g의 생산능력을 실현했다.

  종래 실험실 수준의 합성 장치는 배치식이였으며, 1일 1 g정도의 생산량에 그친것을 비약적으로 향상시킨 것이다. 이 설비의 개발에는 신에너지산업기술총합개발기구(NEDO) 「탄소나노튜브 커패시터 개발 프로젝트」의 성과가 활용되었으며 그것을 발전시켜 실현했다. 얻어진 단층 탄소나노튜브의 형상은 지금까지 연구개발 설비로 제조한 시료(試料)와 거의 동등하며, 단층 탄소나노튜브가 지닌 뛰어난 기능을 최대한 발휘할 투명 전도막, 태양전지, 슬림형 트랜지스터, 커패시터 등에 응용될 것으로 전망된다.
  이 성과를 활용하여 AIST는 ‘츠쿠바 이노베이션 아레나(TIA)’의 탄소나노튜브 연구 코어의 활동의 일환으로 단층CNT융합신재료연구개발기구(TASC)와 협력하여, 단층 탄소나노튜브의 기반연구를 가속화하고 대량 시료를 필요로 하는 연구 개발을 추진할 계획이다.
  한편, 본 설비로 제조한 시료는 2011년 2월 16일~2월 18일 도쿄 빅사이트에서 개최되는 제10회‘ 국제나노기술 종합전·기술회의(nanotech 2011)’에 전시될 예정이다. 

  슈퍼 성장법에 의한 공업규모의 대량생산 장치는 금속 시트 위에 촉매층을 코팅하고 있으며, 이것을 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학기상성장) 로(??)에 보냄으로써 기판 위에 단층 탄소나노튜브를 연속적으로 성장시킬 수 있게 된다. 여러 합성 조건을 최적화하여 폭 50cm의 금속 시트 전면에 단층 탄소나노튜브가 균일 동시에 치밀하게 성장된다. 성장된 단층 탄소나노튜브는 박리 장치에 의해 자동으로 근원으로부터 절단되어 기판에서 분리·회수된다. 슈퍼 성장법으로 합성되는 단층 탄소나노튜브는 다른방법에 의한 샘플에 비해 훨씬 고순도이기 때문에, 특별히 정제하지 않고 많은 어플리케이션에 제공할 수 있다. 생산 능력은 1일당 600g 이상이며, 본격적인 공업규모로 생산 할 수 있을 것으로 전망된다.
  일반적으로 CVD법으로 제작되는 재료의 형상은 제조 장치의 규모나 형상에 의존하기 때문에 소규모 실험용 설비와 대규모 생산용 설비로 제조한 시료의 특성이 반드시 일치하지는 않는다. 본 장치에 의해 제조된 단층 탄소나노튜브의 형상은 지금까지 연구 발 설비로 제조한 시료와 거의 동등하여 단층 탄소나노튜브가 갖는 뛰어난 기능을 발휘할 것으로 기대된다.