MWCNT가 코팅된 유리섬유 직물의 터널링 활성화 에너지 및 발열 특성 연구

초록

탄소나노튜브를 전자 소자, 발열체 및 치료 장비들에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, CNT 복합재의 터널링 활성화 에너지와 금속 전극 간의 접촉저항에 대한 온도 의존성은 실용화 및 전력 소비측면에서 핵심적인 요소중 하나이다. 본 연구에서는 전기전도성이 낮은 유리섬유 직물 위에 일련의 Dipping-drying 공정을 통해 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 균일하게 코팅하여 연속적인 MWCNT 네트워크를 형성하였다. Transfer Length Method (TLM)를 이용하여 활성화 에너지 및 저항의 온도 의존성을 정량적으로 평가하였다. 1.21 vol%의 낮은 MWCNT 함량으로도 유리섬유 직물에 균일하게 형성된 MWCNT 코팅층은 0.010 eV의 낮은 활성화 에너지와 2.471 Ω·cm의 낮은 전기저항도를 나타냈으며, negative temperature coefficient of resistance (NTCR) 특성과 Ag 전극과의 낮은 접촉저항을 나타냈다. 이러한 전기적 특성은 본 연구에서 제작된 MWCNT가 코팅 유리섬유 직물이 낮은 전력 소모를 가지는 철도용 플렉서블 히터로 활용될 수 있음을 시사한다.