나고야 대학은 탄소나노튜브의 부분구조를 가진 '카본나노벨트'의 세계 최초 합성에 성공했다고 발표했다.탄소나노튜브의 구조를 선택하여 합성할 수 있을 가능성이 있어 실용화로 한 걸음 진행되었다.

 탄소나노튜브는 구조의 차이에 따라 도전성, 반도체 특성, 광응답성, 강도 등의 성질이 다르기 때문에 가볍고 구부릴 수 있는 디스플레이, 절전의 초집적 CPU, 배터리나 태양전지의 효율화 등 다양한 응용이 기대되고 있다.

 그러나, 현재의 제조 방법에서는 다양한 구조를 갖는 카본 나노 튜브가 동시에 생성되었고, 단일 구조의 카본 나노 튜브를 분리하는 것도 불가능했다.이를 해결하기 위해, 카본 나노 튜브의 일부인 카본 나노 벨트를 정확하게 합성하여 단일 구조의 카본 나노 튜브로 신장시키는 방법이 제안되었다.

 그래서 연구그룹은 처음에 변형이 없는 환상분자를 합성한 다음 탄소탄소결합형성반응에 의해 원통형 구조로 변환하는 전략을 채용했다.순서로서는, 저렴한 석유 성분인 파라크실렌으로부터 2종류의 부품을 합성하고, 차례로 결합, 환상 분자를 합성하였다.환상 분자에는 반응성이 높은 브롬 원자를 결합시킴으로써 니켈과 반응시켜 분리하여 탄소 탄소 결합으로 변환할 수 있다.이렇게 세계 최초의 카본 나노벨트가 합성되었다.

 연구의 성과인 카본나노벨트는 카본나노튜브와 매우 가까운 구조나 성질을 갖고, 발광 재료나 반도체 재료로서 응용할 수 있을 가능성이 있다고 한다.또한 단일 구조의 카본 나노 튜브의 합성을 실현하고 새로운 기능성 재료의 개발에의 길을 개척하고 있다.

논문 정보:【Science】Synthesis of a Carbon Nanobelt

대학 저널 온라인 편집부

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