불과 9년전 한 실험실에서 발견된 신물질인 탄소나노튜브(CNT)가 ‘미래의소재’로 각광받고 있다.세계 각국의 소재분야 학자들 사이에서는 탄소나노튜브 이론과 응용에 대한 연구가 한창이다.

1991년 일본 NEC연구소의 이지마 박사가 전자현미경을 통해 처음 확인한 탄소나노튜브는 탄소원자로 이루어진 나노미터(㎚·10억분의 1m) 굵기의 원통형 물질.탄소 결합방향과 각도,튜브의 직경에 따라 전기적 도체가 되기도 하고 반도체가 되기도 한다.이같은 성질때문에 실리콘을 대체할 차세대 반도체로서의 가능성에 세계가 주목하고 있다.

서울대 물리학과 임지순(任志淳)교수는 “나노튜브 자체는 전기적으로 도체이지만 이를 밧줄모양으로 꼬면 반도체가 된다”며 “실리콘을 이용한 기술로는 16기가바이트 이상의 메모리 칩을 만드는 것이 불가능하지만 탄소반도체를 이용하면 그 1만배인 테라바이트급의 집적도를 가진 칩을 만들 수 있다”고 말했다.

탄소나노튜브가 지니고 있는 역학적 성질도 미래의 소재로서 관심을 끈다.

탄소 사이의 결합력이 워낙 강하기때문에 튼튼한 섬유가 될 수 있다.탄소나노튜브의 인장력은 강철의 100배 가량 되는 것으로 알려져 있다.더우기 밀도는 강철의 6분의 1밖에 안 될 정도로 가볍고 수직방향으로도 탄력적이어서초강력 섬유,충격완화제로의 이용 가능성이 연구되고 있다.

이외에도 탄소나노튜브의 이용 가능성은 다양하다.튜브속에 빈 공간이 있다는 특성에 착안,그 안에 다른 화학물질이나 약성분을 넣었다가 필요한 경우빼어쓰는 기술도 연구되고 있다.수소를 다량 흡착시키는 성질을 이용해 수소연료전지로 활용하는 방안도 연구 중이다.

하지만 다른 어느 분야보다도 평면 스크린기술에서 가장 먼저 탄소나노튜브가 실용화될 전망이다.

탄소나노튜브는 지금까지 알려진 물질 중에서 가장 우수한 전자총(전자방출)기능을 갖고 있다.나노튜브를 칫솔처럼 전극 위에 정렬시킨 뒤 전기장을 걸어주면 정렬된 구조로부터 전자가 빠져 나온다.이 전자를 진공상태에서 가속,형광체를 때려주면 빛이 나오고 이 빛을 모아 영상을 재현시키는 것이 전계방출디스플레이(FED·Field Emission Display)다.

세계 최초로 탄소나노튜브를 디스플레이에 응용,주목을 끌고 있는 삼성종합기술원 전자방출원연구단이 최근 컬러패턴과 영상을 완벽하게 재현할 수 있는 5인치급 3극관형 전계방출디스플레이를 개발하는데 성공했다.삼성종기원의 경쟁상대는 일본 이세노리다케 연구팀 뿐이다.

함혜리기자