리서치 하이라이트

탄소 나노튜브를 이용한 회전 액츄에이터

Nature 424, 6947

상용 미세 전기-기계 시스템(commercial microelectromechanical system)을 소형화하는데 필수적인 드라이브의 경우, 현재 밀리미터 이하에서 마이크로 미터 크기로 제작할 수 있는 기술이 이미 확보되어 있다. 다음 단계에 해당하는 나노미터 크기의 전자-기계 시스템(nanometer scale electromechanical system)은 실험실에서 제작하는 것이 가능하며, 레이저 또는 마그네트와 같은 외부 장치가 없는 상태로 단순화 시킬 수 있는 최근 기술의 발전에 따라서 현실화하는 것이 그렇게 힘들지 않을 것으로 제시되었다. 새롭게 개발된 초소형 액츄에이터(ultra-small actuator)는 길이가 약 300nm 정도이며, 모든 구성요소가 실리콘 칩 상에 결합되어 있다. 중심 축 역할을 하는 다중벽 탄소 나노튜브(multiwalled carbon nanotube)가 전압 공급에 따라 회전하는 금속 거울 또는 패들(paddle)에 결합되어 있다. 부드러운 베어링(bearing)과 같은 움직임을 하고 있는 탄소 나노튜브는 회전력을 효과적으로 전달하였다. 나노 스케일(nanoscale)의 바이오 모터(bio-motor)나 바이오 액츄에이터(bio-actuator)와는 달리, 이번에 새롭게 합성된 장치는 진공 상태뿐만 아니라, 다양한 진동수(frequency) 및 온도에서도 동작하였으며, 따라서 광학, 기계, 생물학, 그리고 화학 시스템 등, 다양한 응용분야에 적용할 수 있을 것으로 보인다. (실제로 구동하고 있는 장치에 대한 동영상을 보시려면 http://www.nature.com/nature에 있는 보충 자료를 참조하세요.)