나노기술     해외정보
천연의 나노튜브 이용한 계층구조체 박막 개발
早稻田대학의 黑田一幸 교수, 村上淳之介 대학원생, 玉越守 대학원생, 黑田義之 대학원생 등은 나노튜브 구조의 점토광물 이모고라이트에서 계층구조를 갖는 박막을 개발했다. 이 박막은 규칙적인 마크로공(孔)으로 이루어지고, 그 마크로 공벽(孔壁)이 미크로, 메소공(孔)을 갖는 이모고라이트에 의해 구성된 계측구조로 되어 있다. 이모고라이트의 튜브 구조는 내경 약 1nm, 외경 2.2~2.8nm이며, 튜브 안에 미크로공을 갖는다. 튜브끼리가 응집함으로써 튜브 사이에 미크로, 메소스케일의 세공을 형성한다.
계층구조체는 폴리스틸렌비즈(PSB)를 주형(鑄型)으로 조제했다. 실리콘 기판 위에 입경 820nm의 PSB를 딥코팅하여 최밀충전구조의 콜로이드 결정막을 작성했다. 이어서 이모고라이트 현탁액을 딥코팅하여 PSB사이에 이모고라이트를 충전했다. 그 후 추출에 의해 PSB를 제거하여 계층구조체 박막을 얻었다.
계층구조체 박막은 규칙적인 마크로공을 갖으며, PSB의 접점에는 이모고라이트 존재하지 않기 때문에 마크로공끼리 상호 결합한 오픈된 구조를 이루고 있다. 마크로공의 벽 두께는 이모고라이트 현탁액을 딥 코팅할 때 인상속도에 의해 변화시킬 수 있다.
이모고라이트는 우수한 친수성의 흡착능으로 조습제, 열교환기, 오염물질의 흡착제 등에 대한 응용이 최근 주목되고 있다. 그러나 천연 산출량은 적고 화학합성의 경우는 저농도에서 밖에 얻을 수 없기 때문에 앞으로 값싼 무기원료를 이용한 공업적 대량합성이 요구된다. 점토광물을 이용한 나노구조체의 합성으로 그린케미스트리에 입각한 나노테크놀로지의 가일층의 전개가 기대된다. (CJ)