탄소나노튜브와 우리 생활 (feat. 지폐계수기)

오늘은 우리 생활에서 볼 수 있는 탄소나노튜브에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

탄소나노튜브의 기초적인 내용들과 일상생활에서의 예시들로 이야기를 해보겠습니다. 좀 더 전문적인 내용을 알고 싶으신 분들은 다음 이야기를 참조해 주시면 감사하겠습니다.

 

그럼, 시작해 볼까요?

 

 

1. 탄소나노튜브가 뭔데요

 

아....🤔 탄소부터 어려운데 탄소나노는 뭐고 탄소나노튜브는 무엇입니까. 아...넵, 화학발전소와 한 개씩 짚어볼까요?

 

탄소는 원소번호가 6번이고 질량은 약 12 정도를 가지는 화학 원소입니다. 탄소를 제일 쉽게 볼 수 있는 곳은 바로 연필심 또는 샤프심입니다. 그야말로 탄소 덩어리이지요.

 

근데 이 탄소가 어떻게 배열되어 있느냐에 따라서 이 가치가 어마어마하게 달라진답니다. 어떤 배열에서는 단순히 연필심이 되지만 다른 배열에서는 값 비싼 다이아몬드가 되기도 한답니다. 그리고 또 다른 배열에서는 탄! 소! 나! 노! 튜! 브!

가 생성이 된답니다.

 

연필심 (왼쪽), 다이아몬드 (중간), 탄소나노튜브 (오른쪽)

 

2. 탄소나노튜브의 역사와 성질 그리고 이용

 

탄소나노튜브는 일본의 Morinobu Endo교수님께서 1976년 최초로 발견되었습니다. (J. Cryst. Growth, 1976, 32, 335-349) 그리고 이후 1990년대 초 Sumio Iijima박사가 이에 대한 심층적인 연구를 진행하였습니다. 위의 그림에서 볼 수 있다시피 탄소 6개로 구성된 벌집 형태가 서로 연결되어 둥근 튜브 모양을 이루고 있는데 이 원통의 지름이 보통 나노미터 수준으로 굉장히 작지요. 그래서 만들어진 이름이 바로 탄소+나노+튜브 입니다. 굵기는 나노미터 단위로서 사람의 머리카락의 약 10만 분의 1 정도이지만 철강보다 100배가 넘는 강도를 가지며 전기전도성까지도 지닌 신기한 물질입니다.

 

그렇다면 이 탄소나노튜브는 대체 어디에 쓰일까요? 여러분 손안에 있는 스마트폰, 그리고 자동차 및 항공기 등

주변에서 탄소나노튜브를 사용하지 않는 전자제품을 찾아보기가 더 어려울 지경입니다. 왜냐하면 이 탄소나노튜브는 앞서 말씀드린 뛰어난 강도와 전기전도성으로 2차 전지나 반도체에서 빼놓을 수 없는 중요한 물질이기 때문이지요.

 

 

 

3. 지폐계수기와 탄소나노튜브

 

더 재미있는 사실은 탄소나노튜브는 지폐계수기에도 쓰인답니다. 지폐계수기에는 지폐의 종류 및 위폐를 판독할 수 있는 센서가 있답니다. 그런데 많은 양의 지폐를 세다 보면 지폐에서 발생하는 미세한 먼지들로 인해서 지폐계수기의 센서가 정확하게 작동하지 않는 경우가 발생합니다. 그런데 이 센서의 표면을 탄소나노튜브가 소량 포함되어있는 물질로 만들게 되면 정전기를 방지하는 탁월한 효과를 낳을 수 있다고 합니다.

 

 

 

4. 결론 

 

오늘은 탄소나노튜브가 우리 생활에 어떻게 사용되는지에 대해서 알아보았습니다. 정말이지 탄소나노튜브의 세계는 무궁무진하게 넓은 것 같습니다. 내용이 조금 어려울 수도 있지만, 이렇게 여러분들이 조금씩 화학과 친해지는 것만으로도 저는 기쁩니다.

 

 

이상 화학 발전소였습니다.

 

 

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