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한국과학기술연구원(KIST)은 김대윤 복합소재기술연구소 책임연구원 연구팀이 금속 없이 탄소나노튜브(CNT)만으로 전기 모터 코일을 구성하고 구동할 수 있는 수준으로 구현하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
CNT는 탄소 원자가 육각형 벌집 구조로 배열된 튜브 형태 나노 소재로, 금속보다 가볍고 전기 전도성과 기계적 강도, 열 전도성이 뛰어나 주목받아 왔지만, 실제 응용에는 여러 장벽이 존재해 왔다.
일례로 모터에 활용할 때는 제조 과정에 쓰인 촉매 금속이 CNT 표면에 남아 모터 성능을 떨어트려 부품으로 쓰기 어렵게 만드는 문제가 있었다.
이를 극복하기 위해 연구팀은 액체와 고체 중간 상태인 액정의 정렬 원리를 이용한 새로운 CNT 정제 공정을 개발했다.
CNT를 정렬 상태로 배열하는 과정에서 물질이 응집하는 현상을 해소해 표면에 남은 자성 입자를 제거하는 공정으로, 불순물만 제거할 수 있는 방식이라고 연구팀은 설명했다.
이 방식을 통해 만든 CNT로 코일을 만들어 모터에 적용한 결과 입력 전압에 따라 모터의 분당 회전수(RPM)가 안정적으로 제어되는 것을 확인했다.
또 이 코일을 부품으로 쓴 모터를 탑재한 모형 자동차가 아스팔트 도로 위해서도 안정적으로 주행하는 것을 확인해 실용화 가능성도 입증했다고 연구팀은 설명했다.
김 책임연구원은 "CNT 소재 혁신을 바탕으로 배터리용 도전재, 반도체용 투명 필름, 로봇용 케이블 등의 소재 국산화에도 앞장서겠다"고 말했다.
이번 연구결과는 지난달 12일 국제학술지 '어드밴스트 컴포지츠 앤드 하이브리드 머티리얼스'에 실렸다.
- 연합뉴스
- 저작권자 2025-05-27 ⓒ ScienceTimes
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