나노소재(Nano Materials)는 나노미터(nm) 크기에서 기존 재료를 제어·조합하거나, 새로운 구조의 물질을 합성·조합함으로써 물성이 현저히 향상되거나, 새로운 물성과 기능이 발현되는 소재를 말한다. 나노신소재라고도 한다. 나노소재는 6T 산업 전반에 걸쳐 활용이 가능하다. 나노소재는 나노원료소재, 나노가공소재 및 나노복합소재로 나뉠 수 있다.
개요
나노소재는 결정이나 입자 크기가 100nm 이하의 범위를 가지는 재료이며, 입자크기가 작아짐에 따라 재료의 체적특성(Bulk properties)는 감소하고 입계나 표면특성(grain boundary 혹은 surface properties)가 급격히 증가하기 때문에 기존의 마이크론 단위에서 제어되는 재료와는 상이한 재료의 기본 특성을 보인다. 재료의 강도, 자기적, 전기적 특성 및 흡수성, 촉매능, 흡착력 등의 혁신적 증가를 보여 소재, 기계, 전기, 전자 뿐만아니라 촉매, 의학 및 생명 공학 분야 등 산업 전반적인 분야에 신소재로 응용이 가능하다.
종류
ㅎㅇ
나노가공소재
나노가공소재는 나노분산체, 나노코팅체, 나노복합섬유, 나노응집체 등과 같이 나노원료소재 또는 계층구조 나노소재로 혁신적 물성이나 신규 물성을 발현시키거나 개선시켜 환경, 건강, 물, 식량 산업용, 구조 기능용, IT 산업용, ET 산업용, 에너지 산업용 등으로 활용하게 하는 응용소재를 말한다.나노소재 엄마는 이쁘다
멋진 나노소재1
대표적인 나노복합소재
나노클레이 복합소재
나노클레이는 점토 광물 성분으로 구성된 대표적인 무기 충전재(filler)이다. 유기물질과 다르게 무기물질은 나노 크기 수준에서 안정한 상태를 갖기 어렵다. 그러나 나노클레이는 안정한 층상 실리케이트(layered silicate) 나노 구조를 갖고 가공성이 용이해서 1980년대 후반부터 많은 주목을 받아왔는데, 기존 제품 이상으로 강하면서도 가벼운 소재였기 때문이다. 최초의 상용화는 일본 토요타(Toyota) 자동차의 중앙연구소에서 경량화를 목적으로 한 개발이었다. 토요타는 우베(Ube Industries)와 공동으로 폴리머 소재에 나노클레이 입자들을 결합하여 기계적 강도와 내열성 등이 우수한 복합소재를 개발했다. 특이한 점 중 하나는 자동차 소재로 적용시키기 위해 수요 기업이 직접 개발했다는 점이다.
탄소나노튜브(CNT; carbon nano tube) 복합소재
CNT 복합소재는 CNT를 금속 또는 고분자 소재에 코팅 또는 충전하여 복합화한 소재이다. 나노소재 중 대표적인 CNT는 20여 년 전에 발견된 이후 전기전도도가 구리의 1000배 정도로 높고, 강도도 강철의 100배 정도로 뛰어남으로 인해, CNT 복합소재는 전기/전자제품, 자동차 분야 등의 고성능화, 경량화, 소형화를 구현하는 용도로 사용되고 있다. 구체적인 응용분야로 가벼우면서도 높은 강도 특성을 갖는 구조소재, 기존 디스플레이용 투명 소재를 대체하는 투명전도성 필름, 제품에서 발생하는 열을 효율적으로 분산시키기 위한 방열소재 등을 들 수 있다. 예를 들어, CNT 소재 업체인 미국 하이페리온(Hyperion)은 독일 바스프(BASF), 에보닉(Evonik) 등 화학 소재 업체에 CNT를 공급, 자동차 부품 및 일부 차체용 소재로 적용시키고 있다. 스포츠 용품에 있어서도 독일 바이엘(Byer)은 CNT를 이용한 아이스하키 스틱과 야구배트, 스키 및 테니스 라켓 등을 선보였는데, 이미 이들 제품은 독일과 핀란드 등 유럽지역에서 사용되고 있다. 또한 CNT 나노소재를 적용한 골프채의 경우는 기존 소재보다 10배 이상의 강도를 가지며 비거리 또한 월등한 것으로 분석되고 있다.
그래핀 나노복합소재
CNT, 탄소섬유, 그래핀(graphene) 등의 탄소계 충전제를 고분자 수지에 충전시켜 고기능성 고분자 나노복합소재를 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이며, 이중 최근에 가장 주목받고 있는 충전제가 그래핀이다. 그래핀은 탄소원자로 이루어진 탄소 동소체 중 하나로, 일반적으로 그래핀은 탄소의 2차원 단일시트(two-dimensional single sheet)를 일컫는다. 그래핀은 종래의 다른 나노 첨가제(Na-MMT, LDH, CNT, CNF, EG 등)와 비교하여 넓은 표면적을 가지며 기계적 강도, 열적 그리고 전기적 특성이 매우 우수하고, 유연성과 투명성을 가진다는 장점을 가진다.
그래핀의 전기전도성을 활용한 대전방지 특성으로 인해 반도체 칩 트레이, 웨이퍼 용기, 정전기 분사영역(static dissipative) 등으로의 응용이 주목된다. 또한 자동차 펜더나 범퍼용도로, EMI/RFI 차폐영역(EMI/RFI shielding) 등의 다양한 용도로 활용될 수 있다. 또 다른 그래핀의 응용분야는 에너지저장 매체분야로, 우수한 전기전도성 및 높은 비표면적으로 인해 슈퍼캐퍼시터 물질로의 응용이 주목받고 있다.
또한 그래핀은 2차원의 판상구조를 가지기 때문에 고분자에 분산시켜 복합재료를 제조할 경우 분산된 그래핀이 기체가 투과하는 것을 막는 장벽 역할을 함으로써 기체 투과도를 급격하게 감소시키기 때문에 식품포장재 또는 산화반응이 일어나는 것을 막기 위한 전자제품 필름 포장재 등 기체 차단성을 요하는 분야의 필름 포장재로의 응용도 기대되고 있다.
에폭시에 그래핀을 패터닝하여 제작한 마이크로 엑츄에이터는 그래핀의 우수한 전기적 특성과 굽힘 특성 때문에 저전압 하에서도 우수한 구동특성을 보여주고, 제조가 용이해 근육이나, 또는 여러 가지 생체모방 응용소자로서의 활용이 주목되고 있다. 향후 그래핀 기반 고분자 복합재료는 전자산업분야, 에너지 분야, 자동차/우주항공 산업분야 등의 영역에서 활발한 연구가 진행될 것으로 보이며 이로 인한 상업화가 기대된다.
참고자료
- KISTI 산업정보분석실 유선희, 〈나노복합소재〉, 《디지털밸리뉴스》, 2015-07-14
같이 보기
|
 이 나노소재 문서는 소재에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재 □■⊕, 원소, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지
|
|
|
| 소재
|
감광재 • 경화제 • 그래핀볼 • 그리스 • 금박 • 금속 • 금속재료 • 기름 • 나노소재 • 나프타 • 내화재 • 단열재 • 단일소재 • 도금 • 도전재 • 도체 • 동박 • 마감재 • 마찰재 • 막 • 매질 • 메타물질 • 무기재료 • 바닥재 • 박막 • 반도체 • 방부제 • 방음재 • 방진재 • 방청제 • 벽지 • 보강재 • 보온재 • 복합동박 • 복합소재 • 부도체 • 부산물 • 부식 • 부자재 • 불순물 • 살균제 • 소재 • 쇠붙이 • 수용액 • 시료 • 신소재 • 실리카젤(실리카겔) • 알루미늄 호일 • 에어로젤 • 엑소일렉트로겐 • 연마재 • 외장재 • 용매 • 용액 • 용융염 • 용질 • 원료 • 원소재 • 원자재 • 원재료 • 유기재료 • 유체 • 윤활유(윤활제) • 융해 • 은박 • 은박지 • 잉곳 • 자성체 • 자원 • 자재 • 재료 • 재질 • 전고체 • 전구체 • 절연체 • 접착제 • 접합재 • 접합제 • 제진재 • 주괴 • 중간재 • 증기 • 증착 • 차음재 • 천연소재 • 천연자원 • 천장재 • 철스크랩 • 첨가제 • 첨단소재 • 초전도체 • 촉매 • 컴파운드 • 코르크 • 코팅 • 쿠킹호일 • 탄소소재 • 탄소 에어로젤 • 페인트 • 포장재 • 폭발물 • 피복 • 피복재 • 호일(포일) • 흡음재
|
|
|
| 암석
|
각섬암(곱돌) • 간석기(마제석기) • 감람석 • 곡옥 • 골재 • 광물 • 광석 • 구리(동) • 규산염 • 규암(차돌) • 금 • 녹색편암 • 다이아몬드 • 대리석(대리암) • 돌 • 돌멩이 • 뗀석기(타제석기) • 루비 • 마그마 • 머드 • 모래 • 무쇠(주철) • 무연탄 • 바위 • 반려암 • 방해석 • 백금 • 백운암 • 벽돌 • 변성암 • 보석 • 비취 • 사암 • 사장석 • 사파이어 • 석고 • 석기 • 석영(수정, 쿼츠) • 석재 • 석탄 • 석회 • 석회암(석회석) • 섬록암 • 세라믹 • 셰일(혈암) • 쇠 • 수성암 • 스테인리스강 • 스피넬(첨정석) • 슬래그 • 시멘트 • 심성암 • 아메트린 • 아스콘 • 암석 • 암편 • 에메랄드 • 역암 • 역청탄 • 오석 • 오일셰일(함유셰일, 유혈암) • 오팔 • 옥 • 용암 • 운모 • 운석 • 원료탄 • 원석 • 유리 • 은 • 응회암 • 이암 • 이판암 • 인공 다이아몬드 • 인광석 • 자갈 • 자수정 • 잔석기 • 장석 • 점토(찰흙) • 점판암 • 정장석 • 조암광물 • 조흔색 • 종유석 • 준광물 • 지르콘 • 지하자원 • 진흙 • 천연암석 • 철광석 • 철기 • 철재 • 청금석 • 청동기 • 콘크리트 • 큐빅 • 토사 • 토파즈 • 퇴적암 • 편마암 • 편암 • 현무암 • 혼펠스 • 화강암 • 화산암 • 화성암 • 황철석 • 휘석 • 흑요석 • 흙 • 희토류
|
|
|
| 섬유
|
가죽 • 거위털(구스다운) • 거즈 • 고급가죽 • 고무줄 • 광목 • 광물섬유 • 광섬유 • 극세사 • 금속섬유 • 기모 • 깃털 • 끈 • 나노셀룰로스 • 나일론 • 나파가죽 • 낙타털 • 네오프렌 • 노르디코 • 누비 • 능직 • 다기능성 탄소나노튜브 섬유 • 다운 • 대마 • 데님 • 동물섬유 • 돼지가죽 • 라이오셀(리오셀) • 레이온(인견) • 리넨(린넨) • 마 • 마닐라삼 • 마닐라지 • 마분지 • 말가죽 • 메쉬 • 면 • 면직물 • 면화 • 명주 • 모 • 모다크릴 섬유 • 모달 • 모시 • 모직물 • 모피 • 목재 • 목화 • 무기섬유 • 무명 • 밍크털 • 반합성섬유 • 밧줄 • 방모 • 방모사 • 방모직물 • 방적 • 방직 • 방직섬유 • 뱀가죽 • 벨로아 • 벨벳 • 벨보아 • 보풀 • 부직포 • 붕소섬유 • 비건가죽 • 비단(실크) • 비스코스 • 삼베 • 새끼줄 • 석고보드 • 석면 • 석영섬유 • 섬유 • 세라믹섬유 • 셀룰로스 • 소가죽 • 소모 • 소모사 • 소모직물 • 솜 • 솜털 • 수자직(주자직) • 순모 • 슈퍼섬유 • 스웨이드(세무) • 스판덱스 • 시어서커 • 식물섬유 • 실 • 실리카섬유 • 아라미드 • 아세테이트 섬유 • 아크릴 섬유 • 악어가죽 • 알칸타라 • 암면 • 양가죽 • 양모 • 양모사 • 양모직물 • 오리털(덕다운) • 옷감 • 우레탄 • 울 • 원단 • 원모 • 원목 • 원사 • 유기섬유 • 유리섬유 • 인조가죽 • 잔털 • 재생섬유 • 종이 • 직물 • 짚 • 천 • 천연가죽 • 천연섬유 • 천연펄프 • 캐시미어 • 코듀로이(골덴) • 타조가죽 • 탄소섬유 • 탄화규소섬유 • 털 • 털실 • 텐셀 • 토끼털 • 패브리칸 • 펄프 • 평직 • 프로믹스 • 플란넬 • 플리스(폴라폴리스) • 피혁 • 합성섬유 • 합판 • 혼방 • 화학섬유(인조섬유)
|
|
|
수지
(플라스틱)
|
ABS • EVA • PVC • 고무 • 공중합체 • 라텍스 • 레진 • 모노머 • 목타르 • 바이오플라스틱 • 본드 • 부틸 • 부틸고무 • 부틸테이프 • 비닐 • 비닐기 • 비닐론(비날론) • 생고무 • 생분해성 플라스틱 • 송진 • 수액 • 수지 • 스티로폼 • 스펀지 • 시트 몰딩 컴파운드(SMC) • 실리콘 • 아스팔트 • 아크릴 • 에폭시 • 엔지니어링 플라스틱 • 염화비닐 • 천연고무 • 천연수지 • 콜타르 • 타르 • 페놀수지 • 페트(PET, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) • 페트병 • 포지드 카본 • 폴리머(중합체) • 폴리비닐알코올 • 폴리실리콘 • 폴리아미드 필름 • 폴리아크릴 • 폴리아크릴로나이트릴 • 폴리에스테르(폴리에스터) • 폴리에틸렌 • 폴리염화비닐 • 폴리염화비닐라이덴 • 폴리올레핀 • 폴리우레탄 • 폴리카보네이트 • 폴리프로필렌 • 플라스틱 • 필름 • 합성고무 • 합성수지 • 호박
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
위키원
.png)
