[화학] 탄소 나노 튜브(CNT)

1. 탄소 나노 튜브의 구조

탄소 나노 튜브(CNT)는 탄소 원자가 육각형 격자로 배열된 나노크기의 원통형 구조를 갖는다. 이 구조는 기본적으로 하나의 원통형 시트 형태인 그래핀을 롤링하여 만들어지며, 이의 직경은 약 0.4 나노미터에서 2 나노미터 사이에 분포한다. CNT는 단일벽(SWCNT, Single-Walled Carbon Nanotube)과 다중벽(MWCNT, Multi-Walled Carbon Nanotube)로 구분되며, 단일벽 CNT는 하나의 그래핀 시트로 구성되어 있어 직경이 0.4-2 나노미터이고 길이는 수 마이크로미터에서 수 밀리미터에 이른다. 반면, 다중벽 CNT는 여러 개의 그래핀 시트가 동일 축을 따라 겹쳐진 구조로, 내부와 외부 벽 사이의 간격은 약 0.34 나노미터로 일정하며, 직경은 수 나노미터에서 수십 나노미터에 이른다. CNT의 구조적 특성은 강한 탄소-탄소 결합으로 인해 매우 뛰어난 강도와 유연성을 갖게 하며, 인장 강도는 약 60 GPa에 달한다. 그만큼 섬유로써 강도를 인정받아 인장파괴 강도는 강철보다 100배 이상 높게 나타난다. 긴 직경과 나노 크기 덕분에 표면적이 매우 넓어 특히 센서와 에너지 저장장치 등에 활용이 용이하다. CNT의 구조는 비대칭적이면서도 계층적이…