그래핀 나노튜브는 다양한 소재에 적용하여 물성을 개선할 수 있는 고기능성 첨가제입니다
그래핀 나노튜브는 다양한 소재에 적용하여 물성을 개선할 수 있는 고기능성 첨가제입니다

그래핀 나노튜브란?

그래핀 나노튜브(또는 단일벽 탄소나노튜브)는 한 겹의 그래핀 시트가 원통형으로 말린 형태의 탄소 소재입니다. 그래핀 나노튜브는 고유한 물성 때문에 다양한 기초 소재에 범용 첨가제로 활용되어 물성을 개선합니다.

다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)와 단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT)의 차이점.

MWCNT
MWCNT 다중벽 탄소나노튜브
  • 단단하고 짧음
  • 유효 농도: 0.5-5%
  • 검은색 전도성 물질만 생산 가능
  • 투명한 전도성 소재 구현이 힘듦
  • 과량의 첨가량으로 인해 기계적 물성이 저하될 수 있음
SWCNT
SWCNT 단일벽 탄소나노튜브
  • 유연하고, 매우 길다
  • 유효 농도: 0.01–0.1%
  • 다양한 색상 구현 가능
  • 투명 전도성 소재 생산 가능
  • 기계적 물성 유지 및 개선
그래핀 나노튜브의 특성
  • 대부분의 소재와 상용성 좋음
  • 3000:1

    길이-직경 비율

  • 1600 도가 넘는

    고온에서도 열 안정성이 뛰어남

  • 높은 전도성을 갖음
  • 강철보다 100배 이상 강함
    강철보다 100배 이상 강함
이전에는 왜 그래핀 나노튜브를 사용하지 않았나요?

꿈의 소재 그래핀 나노튜브는 인간이 발명한 것이 아닙니다

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그래핀 나노튜브는 탄소가 불완전한 연소에 의해 자연적으로 형성됩니다. 따라서 산불 발생 후 발생한 나무재에서도 수천 톤의 그래핀 나노튜브가 생성되는 것을 확인할 수 있습니다.

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과학자들은 다마스크 강철(도검용 강철)에서 그래핀 나노튜브를 발견했습니다

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고대 중국 잉크에서도 발견했습니다.

violet

1976년 일본의 과학자 Morinobu Endo는 오를레앙 대학에서 연구를 하던 중 나노튜브를 발견했습니다.

연구의 발전 과정
개 이상의 과학 출판물
800 000 600 000 400 000 200 000
1995
2001
2007
2013
2019
2025
~50,000
건 이상의 특허권
1995
2001
2007
2013
2019
2025

오랜 연구를 통해 그래핀 나노튜브는 지구상에 존재하는 대부분의 소재에 보편적인 첨가제로 사용될 수 있다고 확인됐습니다.

그러나 그래핀 나노튜브는 대량 양산화 공정 개발의 어려움 및 비싼 가격 때문에 산업에서 광범위한 사용이 어려웠습니다.

2014년 OCSiAl 은 그래핀 나노튜브 합성 기술을 개발했습니다

OCSiAl은 업계 최초로 그래핀 나노튜브 기반으로 개발한 ‘TUBALL’ 브랜드 출시했습니다.

0.01%
미세 첨가량으로도 원하는 물성치 구현
< 1%
낮은 불순물 함량
G/D > 90
고품질의 나노튜브
산업 규모

그래핀 나노튜브를 대량 양산화를 통해, 상업화가 가능한 가격으로 시장에 공급하여, 다양한 분야에서의 응용범위가 확대되고 있습니다.

Kg 당 가격
$ 150 000
연간 생산 능력
100 kg
80 000 kg
<$ 2 000
TUBALL™
2014
TUBALL™의 원리

TUBALL은 0.01%의 소량 첨가만으로도 소재의 물성을 바꿀 수 있는 고기능성 첨가제입니다.

그래핀 나노튜브가 소재 내부에 분산이 되면, 3차원 상의 전도성 네트워크를 형성하면서 동시에 구조를 강화합니다.

그래핀 나노튜브는 길이-직경이 높기 때문에 소량만 사용해도 소재 내부에 3차원 네트워크를 형성합니다.

이러한 특성 때문에 TUBALL 제품은 타 전도성 및 보강제 첨가제와는 달리, 주요 소재의 물성과 기존의 색상에 미치는 영향이 최소화할 수 있습니다.

TUBALL을 0.01%만큼 극소량만 첨가해도 물성을 변화시킵니다.

2 µm
5 µm
20 µm
2 µm
10 µm
20 µm
2 µm
5 µm
10 µm
200 nm
500 nm
1 µm
2 µm

TUBALL™— 수많은 소재를 위한 유일한 첨가제

리튬 이온 배터리
TUBALL을 0.05%만큼 소량만 실리콘 음극재에 첨가해도, 배터리 사이클 수명은 4배 이상 증가합니다
유리
TUBALL을 0.05%만큼 소량만 첨가해도 강도를 개선하고 독성물질 사용을 줄일 수 있습니다
ABS 플라스틱
TUBALL을 0.3%만큼 소량만 첨가해도 충격 저항성을 높일 수 있고, 소재에 대전방지 기능을 제공할 수 있습니다
섬유
TUBALL을 0.06% 만큼 소량만 첨가해도, 영구적인 대전방지 물성을 구현할 수 있습니다
알루미늄
TUBALL을 첨가하면 인장 강도 및 탄성률를 향상할 수 있습니다
실리콘
TUBALL을 0.05% 만큼 소량만 첨가해도, 전도성과 색상을 구현할 수 있습니다
타이어 고무
TUBALL을 0.1% 만큼 소량만 첨가해도, 내구성과 그립력을 향상할 수 있습니다
PSA 필름
TUBALL을 0.4% 만큼 소량만 첨가해도 대전방지 물성과 투명성을 유지하면서도, 제품 수명을 연장할 수 있습니다