탄소나노튜브란? [우리가 몰랐던 과학 이야기] (329)

탄소하면 연필, 석탄 그리고 이산화탄소 등이 떠오를 텐데요. 

탄소는 사실 ‘가장 빛나는 보석’이라 일컬어지는 다이아몬드(바로 아래 사진)의 주성분인 동시에 우리 몸의 구성 성분이기도 합니다.

탄소 원자는 4개의 전자를 가지고 있어 다른 원자와 결합을 할 수 있습니다. 어떤 원소와 어떻게 결합하느냐에 따라 다양한 물질을 만들어 낼 수 있답니다.

모든 원자가 견고하게 다른 탄소 원자와 맞잡고 있으면 가장 단단한 광물인 다이아몬드가 돼 보석 대접을 받는 거고요. 그중 3개만 다른 탄소 원자와 결합하면 연필심으로 사용되는 흑연이 됩니다. 

이러한 탄소의 성격을 이용해 만들어낸 것이 바로 탄소나노튜브예요. 영어로는 Carbon Nano Tube(CNT)라고 불립니다.

탄소나노튜브는 6각형 고리로 연결된 탄소가 지름 1나노미터(㎚, 1㎚는 10억분의 1m)의 긴 대롱 모양을 하고 있습니다.

탄소나노튜브는 기계적 강도가 매우 높고, 전기 및 열 전도성 등이 우수합니다. 강철보다 강하면서도 탄성률이 높아 잘 휘어지는 특성을 가지고 있습니다.

또 속이 비어있어서 철보다 무게가 훨씬 가볍지요. 열 전도도는 다이아몬드의 2배, 전기 전도도는 구리의 1000배나 된답니다.

정말 말 그대로 ‘꿈의 신소재’죠.

미국 텍사스주립대 나노텍연구소에서는 이 탄소나노튜브를 엮어서 실을 만들었다고 하는데요. 여기에다 이산화타이타늄을 첨가하면 때가 타지 않는 옷을 만들 수 있다고 합니다. 탄소나노튜브가 들어간 옷이 상용화되면 세탁을 하지 않아도 늘 깨끗한 옷을 입을 수 있겠네요.

탄소나노튜브는 반도체와 화학, 철강 등 다양한 산업에 적용할 수 있어요.

만약 자동차나 건축 자재, 군사장비에 탄소나노튜브가 응용돼 쓰인다면 트랜스포머처럼 다양한 형태로 변형할 수 있으면서 태풍이 불어도 끄떡없는 강력한 모습을 갖추게 될 거예요!

탄소나노튜브가 앞으로 우리의 생활에 어떤 형태로 응용돼 사용될 수 있을지 기대가 되네요.

한화솔루션 블로거