탄소나노네트가 새로운 전자공학을 열다

소형 탄소튜브의 랜덤 네트워크가 ‘전자종이’나 인쇄태양전지 등 저렴하고 유연한 전자기기에 사용될 수 있다.
글 | George Gruner

















고전적인 공상과학소설에서 외계인은 지구상의 생명을 구성하는 기본단위인 탄소보다는 실리콘으로 - 현대 전자 기술의 핵심이 되는 물질 - 이루어져 있다. 과학자들은 훗날에는 실리콘 기반의 생명체를 만들 수 있으리라 예상하기까지 했다. 하지만 그 반대 현상이 일어나고 있다. 탄소가 전자장비의 기본단위가 되고 있다. 그리고 저렴하면서 유연한, 다양하게 활용 가능한 상품을 만들어내고 있다.

이러한 발전은 고등학교에서 탄소는 다이아몬드나 흑연과 같은 흔한 결합 상태에서는 전기를 잘 통하게 하지 않는다고 배운 사람들에게는 매우 놀라울 것이다. 지난 15년간 연구자들은 전혀 새로운 종류의 탄소를 발견했다. 수백 개에서 1000개의 원자로 이루어진 이 조그마한 구조들은 전자를 매우 잘 통과시킨다. 그중 매우 흥미로운 것은 탄소나노튜브인데, 이 분자는 6각형의 철망을 말아놓은 것처럼 생겼고, 그 망을 구성하는 탄소원자판은 일반적인 철사의 1억 분의 1의 크기이다.

연구자들은 탄소나노튜브의 랜덤 네트워크가 - 나노네트라 부름 - 여러 가지 기본적인 전자기능을 할 수 있다는 것을 알아냈다. 새로운 화학기술을 사용해 연구자들은 이러한 네트워크가 구리와 같은 도체처럼 행동하도록 할 수도 있고, 실리콘 같은 반도체처럼 행동하도록 할 수도 있다 .....