나노기술 및 정책 정보

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  쿄토대학(京都大學) 연구그룹은 고휘도광과학연구센터(JASRI)와의 공동연구로 선택적인 분자의 혼입이 가능한 반도체 나노튜브를 제작하는데 성공했다. 이것은 쿄토대학의 키타가와 히로시(北川宏) 교수 및 오츠보 연구원 등에 의한 연구 성과이다.

 
  활성탄이나 제올라이트로 대표되는 흡착제는 분자를 흡착하는 역할을 하는 물질로, 물질 내부에 다수의 세공을 갖기 때문에‘다공성 물질’이라 불린다. 최근, 활성탄이나 제올라이트에 비해 높은 가스 선택 흡착성을 나타내는‘다공성 금속착체’가 고효율 분리·농축 기능을 갖는 다공성 물질로 주목받으면서 제3의 다공성 재료로서 전 세계에서 연구 개발이 진행되고 있다.

  한편, 탄소나노튜브는 그 전도성 및 높은 내구성으로 인해 전자 디바이스 재료로의 응용이 진행되고 있는데, 최근에는 내부에 나노미터 크기의 세공을 갖고 있다는 사실에서 흡착제로서의 응용도 기대된다. 그러나 탄소나노튜브는 고온(1000℃ 이상)을 요하는 제작법으로 인해 크기 및 형상을 제어하기가 어려웠다.
  연구진은 이번 연구에서 금속 이온이나 유기분자로 이루어지는 금속착체를 부품으로서 쌓아 올리는‘보텀 업(bottom up)법’에 착안하여 직경 약 1.5 nm의 정방형 나노튜브를 실온 하에서 합성하는 데 세계 최초로 성공했다. 이 나노튜브는 내부에 세공이 있어, 물이나 알코올과 같은 증기를 선택적으로 받아들이는 기능을 한다는 것을 알았다. 또 이 물질은 반도체적인 성질을 보여, 구성 요소를 조합함으로써 그 전자적 성질을 폭넓게 컨트롤 할 수 있다는 사실도 알았다.
  본 연구 성과는 다공성 재료를 채용한 새로운 센서 재료 및 전자 디바이스로서 응용될 것으로 기대된다. 한편, 본 연구는 과학기술진흥기구(JST) 연구과제「착체 프로토닉스의 창성과 집적 기능 나노 계면 시스템의 개발」의 일환으로서, 또 대형방 사광시설 SPring-8의 이용 연구과제로 수행되었다.
  본 연구 성과에 관한 논문은 2011년 2월 27일 영국 과학지「Nature Materials」의 온라인 판에 공개되었다.