KR100781190B1

KR100781190B1 - 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100781190B1
Application number: KR1020060052966A
Authority: KR
Inventors: 유천열; 최형진
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-11-30

Abstract

본 발명은 혼합 탄소나노튜브를 전도성 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명이 개시하는 방법은 크게, 이송유체와 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 이송수단에 공급하는 제1 과정과, 이송수단의 일부 영역에 변동 자기장을 생성하여 혼합 탄소나노튜브 중 반도체성 탄소나노튜브를 분리 및 이송수단 외부로 토출시키는 제2 과정과, 이송수단에 생성되었던 변동 자기장을 해제 또는 제거하는 제3 과정, 그리고 이송유체를 이용하여 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브를 이송수단 외부로 토출시키는 제4 과정으로 이루어진다.

탄소나노튜브, 전도성, 반도체성, 분리, 자기장

Description

유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR SEPARATING CARBON NANO-TUBE USING INDUCING CURRENT AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래 화학기상증착 장비를 나타낸 개략적인 예시도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시스템 구성도,

도 3은 본 발명의 이송수단을 나타낸 예시도,

도 4는 제1 실시예에 따른 자기장 생성수단의 구성도,

도 5는 도 4의 자기장 생성수단의 교번되는 극성을 나타낸 예시도,

도 6은 제1 실시예에 따른 변동 자기장에 의한 혼합 탄소나노튜브의 상태를 나타낸 예시도,

도 7은 변동되는 자기장 내에서 전자기 유도에 의해 생성되는 유도전류의 방향과 유도자기장을 나타낸 개념도,

도 8a 내지 도 8d는 제1 실시예에 따른 시스템의 시계열적 동작을 보인 예시도,

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 시스템 구성도,

도 10은 제2 실시예에 따른 자기장 생성수단의 구성도,

도 11은 제2 실시예에 따른 변동 자기장에 의한 혼합 탄소나노튜브의 상태를 나타낸 예시도,

도 12a 내지 도 12c는 제2 실시예에 따른 시스템의 시계열적 동작을 보인 예시도,

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 시스템 구성도,

도 14a 및 도 14b는 제3 실시예에 따른 자기장 생성수단의 구성도,

도 15는 본 발명에 따른 혼합 탄소나노튜브의 분리 방법을 나타낸 흐름도.

본 발명은 탄소나노튜브(CNT, Carbon NanoTube) 분리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 유도전류를 이용하여 전도성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브를 선별 또는 분리할 수 있는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

탄소나노튜브는 나노기술(Nano Technology)의 대표적인 소자로서, 직경이 수㎚ 내지 수십㎚이고 길이가 수십㎛ 내지 수백㎛로 비등방성이 크며, 단층(single wall), 다층(multi wall) 또는 다발(rope) 형태의 다양한 구조를 갖는다. 이러한 물리적 특징의 탄소나노튜브는 감긴 형태(chirality)에 따라 도체 또는 반도체의 성질을 띤다. 탄소나노튜브 분말에는 반도체성 탄소나노튜브와 전도성 탄소나노튜브가 혼합되어 존재하는데, 보다 구체적으로 안락 의자(arm-chair) 구조일 때는 전도성(금속성)을, 지그 재그(zig-zag) 구조일 때는 반도체성을 띠게 되는데 반도체성 탄소나노튜브의 경우에는 그 직경에 따라 에너지 갭(energy gap)이 달라지고 준 일차원적 구조를 가지고 있어 그에 따른 독특한 양자 효과를 나타낸다.

이러한 탄소나노튜브는 역학적 견고성, 여타의 소자에 비해 뛰어난 화학적 안정성, 높은 열전도도 그리고 속이 비어 있는 특성을 갖기 때문에 미시 및 거시적인 측면에서 다양한 응용이 예상되는 새로운 기능성 재료로 주목받고 있다. 예를 들면, 메모리 소자, 전자 증폭기 또는 가스 센서, 전기 화학적 저장 장치의 전극판, 전계 방출 디스플레이 및 고분자 복합체 등에서 주목받고 있으며, 이에 적용하고자 하는 연구 및 특허출원이 활발히 이루어지고 있다.

현재, 상기한 탄소나노튜브를 제조하는 가장 일반적인 방법으로 화학기상증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition) 또는 레이저 증착법 등이 있다. 도 1에 전자의 방법에 해당하는 화학기상증착 장비가 예시되어 있다.

일반적으로 이러한 방법에 의하면, 앞서 언급한 전도성 및 반도체성으로 전도적 특성이 다른 탄소나노튜브가 섞여서 제조된다. 그러나 탄소나노튜브의 이용 목적에 따라 선별 또는 분리가 선행되어야 한다.

현재까지 개시된 선별 또는 분리 방법으로는, 유전영동(dielectrophoresis)을 이용한 방법[1], 선택적 침전에 이은 옥타데실아민(octadecylamine)을 이용한 방법[2] 등이 있고, 최근 탄소나노튜브의 반경을 니트로늄 이온(nitronium ions)을 이용하여 단층(single-wall) 탄소나노튜브를 선택적으로 분류하는 방법도 보고된바 있다[3][4][5][6].

그러나 이들 문헌에서 개시된 방법은 다소 복잡한 시스템을 요하거나, 복잡한 공정을 요한다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-0377630호에는 탄소나노튜브의 양단을 전극에 병렬로 연결한 후, 일정 온도 범위에서 전압(펄스 형태)을 인가함으로써 특정 키랄성(chirality)을 갖는 탄소나노튜브를 제거하고 원하는 키랄성(chirality)의 탄소나노튜브를 얻는 방법이 개시되어 있다.

그러나 위 선행특허에서 미소한 탄소나노튜브를 전극에 병렬로 연결하는 공정이 용이하지 않고, 이러한 제약으로 인해 대량의 탄소나노튜브를 선별하기에는 부적합하다.

문헌정보 :

[1] T. Lutz and K. J Donovan, "Macroscopic scale separation of metallic and semiconducting nanotubes by dielectrophoresis", Carbon, 2005.

[2] D. Chattopadhyay, I. Galeska, and F. Papadimitrakopoulos, "A route for bulk separation of semiconducting from metallic single-wall carbon nanotubes", J. Am Chem. Soc. 125, 2003.

[3] K. H. An, J. S. Park, C.-M. Yang, S. Y. Jeong, S. C. Lim, C. Kang, J.-H. Son, M. S. Jeong, and Y. H. Lee, "A Diameter-Selective Attack of Metallic Carbon Nanotubes by Nitronium Ions", J. Am Chem. Soc. 127, 2005.

[4] K. Seo, K. A. Park, C. Kim, S. Han, B. Kim, and Y. H. Lee, "Chirality- and Diameter-Dependent Reactivity Of NO2 on Carbon Nanotube Walls", J. Am Chem. Soc. 127, 2005.

[5] K. H. An, C.-M. Yang, J. Y. Lee, S. C. Lim, C. Kang, J.-H. Son, M. S. Jeong, and Y. H. Lee, "A Diameter-Selective Chiral Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes Using Nitronium Ions", J. Elect. Mat. 35, 2006.

[6] C.-M. Yang, K. H. An, J. S. Park, K. A. Park, S. C. Lim, S.-H. Cho, Y. S. Lee, W. Park, C. Y. Park, and Y. H. Lee, "Preferential etching of metallic single-walled carbon nanotubes with small diameter by fluorine gas", Phys. Rev. B. 73, 2006.

전도성 물체가 불균일한 자기장 안에서 운동할 때 물체 내에는 유도전류가 야기된다. 이 유도전류는 소위 렌츠의 법칙에 따라 외부 자기장의 변화에 반하는 방향으로 자기장을 형성하는데, 전도성 물체는 이러한 시공간적으로 변동하는 자기장 내에서 움직임의 방해를 받게 된다.

본 발명은 이러한 특성에 착안하여, 전도성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브의 선별 또는 분리라는 기술적 과제를 해결한다.

이러한 기술적 과제는 이송유체와 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 이송수단에 공급하는 제1 과정과, 이송수단의 일부 영역에 변동 자기장을 생성하여 혼합 탄소나노튜브 중 반도체성 탄소나노튜브를 분리 및 이송수단 외부로 토출시키는 제2 과정과, 이송수단에 생성되었던 변동 자기장을 해제 또는 제거하는 제3 과정, 그리고 이송유체를 이용하여 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브를 이송수단 외부로 토출시키는 제4 과정에 의해 달성된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

본 발명은 시간적, 공간적 변동 자기장을 생성하는 수단에 따라 제1, 2, 3 실시예로 대별될 수 있다. 따라서 아래에서는 각각의 실시예에 따른 도면을 참조하여 면밀히 살펴본다.

[ 제1 실시예 ]

첨부도면 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템(이하, '분리 시스템')(100)의 개략적인 구성을 보이고 있다. 이를 참조하면, 분리 시스템(100)은 별도의 제조장비에 의해 제조된 탄소나노튜브를 이송하는 이송수단(110)과, 이송수단의 하부에서 자기장을 생성하는 자기장 생성수단(120)과, 자기장 생성수단(120)에 소정 주파수(

)의 교류를 인가하여 상기 자기장이 시공간적으로 변동되게 하는 교류인가수단(130)과, 이들을 제어하는 제어수단(140) 및 전원공급수단(150)을 포함한다. 이러한 기술적 구성의 분리 시스템(100)은 이송수단(110)으로부터 토출되는 탄소나노튜브를 적재하는 적재수단(160)을 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 이송수단(110)은 도 3에 예시한 바와 같이 대략 판상의 관 으로서 소정의 이송길이를 갖으며, 그 일단은 전도성 및 반도체성이 섞인 탄소나노튜브를 공급받는 유입구(미도시)를 형성하고 있으며 타단은 토출구(미도시)를 형성하고 있다.

상기 탄소나노튜브가 이송수단 내부에 원활히 유입되도록 하기 위해서는 기체 또는 액체의 유체(이하, '이송유체')와 함께 공급되어야 하며, 명확한 식별을 위해 상기 유입구로 공급되는 반도체성 및 전도성 탄소나노튜브를 혼합 탄소나노튜브로 정의 한다.

자기장 생성수단(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 열 방향(row direction)으로 병렬 접속된 다수의 전자석군(10)으로 구성된다. 전자석군(10)은 극성이 교번 되도록 병렬 연결되는 다수의 전자석(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)을 포함하고 있으며, 전자석의 극성이 향하는 방향은 넓이방향과 수평을 이루고 있고, 전자석군(10)은 인접하는 전자석군의 극성의 방향과 동일한 방향이 되도록 배열되어 있다. 본 실시예에서 5개의 전자석군(10)이 각각 6개의 전자석을 포함하는, 즉 5×6 크기의 행렬을 이루는 것으로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

한편, 교류인가수단(130)은 상기한 바와 같이 자기장 생성수단(120)에 소정 주파수(

)의 교류를 인가하는데, 이에 따라 자기장 생성수단(120)은 도 5와 같이 행 방향(column direction)으로 교번(시간적인 교번)되는 극성을 띠게 된다. 따라서 자기장 생성수단(120)의 상부에 마련된 이송수단(110)에는 시간적, 공간적으로 변동하는 자기장(이하, '변동 자기장')이 형성된다.

이 변동 자기장은 본 발명이 달성하고자 하는 전도성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브의 선별 또는 분리를 가능케 하는데, 이를 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 변동 자기장 내부를 이동하게 되는 혼합 탄소나노튜브 중 전도성 탄소나노튜브(A)에는 렌츠의 법칙(Lenz's Law)에 의거하여 자기장의 변화에 반하는 방향(도 7 참조)으로 유도전류(I)가 생성된다.

따라서 시공간적으로 변동하는 자기장 내에서의 도체의 운동은 마치 반대 극성을 가진 자석이 자기장 내에서 힘을 받는 것처럼 일종의 반발력을 갖게 된다. 다시 말해 도체에 해당하는 상기 전도성 탄소나노튜브(A)는 변동하는 자기장 내에서 움직임의 방해를 받게 되며, 결과적으로 전도성 탄소나노튜브(A)는 도 6과 같이 변동하는 자기장 내에 머물게 되고, 반면에 반도체성 탄소나노튜브(B)는 이송유체의 흐름에 편승하여 원활히 이동하게 된다.

도 8a 내지 도 8d는 상술한 바를 시계열적으로 나타내고 있다. 먼저 도 8a에서 이송수단(110)으로 이송유체(미도시)를 포함하는 혼합 탄소나노튜브(A, B)가 유입되고 있음을 볼 수 있다. 유입되는 혼합 탄소나노튜브의 양은 이송수단(110)의 내부 체적에 알맞게 조절되어야 함이 바람직하며, 일정량이 유입된 후에는 이송유체만 유입된다. 도면에는 도시하지 않았으나 이러한 동작은 제어수단(140)에 의해 제어되는 별도의 공급수단(혼합 탄소나노튜브와 이송유체의 유입을 조절할 수 있는 수단 내지는 장치)을 통해 용이하게 구현될 수 있을 것이다.

한편, 혼합 탄소나노튜브가 유입된 이후에 교류인가수단(130)으로부터 인가받은 교류에 의해 자기장 생성수단(120)은 변동 자기장을 형성하게 되고, 이에 따 라 혼합 탄소나노튜브(A, B)의 분리가 이루어진다. 이때의 일 양상을 도 8b가 보이고 있으며, 혼합 탄소나노튜브 중 반도체성 탄소나노튜브(B)의 완전한 분리가 이루어진 상태는 도 8c에 예시되어 있다.

상기와 같이 반도체성 탄소나노튜브(B)의 분리가 이루어진 후, 교류인가수단(130)은 자기장 생성수단(120)에 인가했던 교류를 차단하게 되면, 유입되는 이송유체에 의해 상기 변동 자기장 안에 머물렀던 전도성 탄소나노튜브(A)가 이송수단(110) 외부로 토출된다(도 8d 참조).

이하, 본 발명에 따른 제2 실시예에 대해 설명한다.

[ 제2 실시예 ]

첨부도면 도 9에 나타낸 바와 같이 제2 실시예에 따른 분리 시스템(200)은 제1 실시예와 동일한 기능을 수행하는 이송수단(210)과, 이송수단(210)의 하부에 마련되어 자기장을 생성하는 자기장 생성수단(220)과, 상기 자기장 생성수단(220)을 이송수단의 길이방향으로 소정 구간 왕복 운동(Round Trip)시키는 진동수단(230)과, 진동수단(230)을 제어하는 제어수단(240)과, 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단(250)을 포함한다. 제1 실시예와 마찬가지로 제2 실시예의 분리 시스템(200)은 이송수단(210)으로부터 토출되는 탄소나노튜브를 적재하는 적재수단(260)을 더 포함할 수 있다.

제1 실시예와 대별되는 점으로는, 상기 자기장 생성수단(220)이 전자석이 아닌 영구자석으로 구성된다는 것과, 이러한 자기장 생성수단(220)을 소정 구간 직선 왕복 운동시키는 진동수단(230)이 마련된다는 것이다.

보다 구체적으로 자기장 생성수단(220)은 도 10에 나타낸 바와 같이 열방향으로 병렬 배치된 다수의 영구자석군(20)으로 구성되며, 이 영구자석군(20) 각각은 극성이 교번되도록 배치된 다수의 영구자석(20a, 20b, … , 20k, 20l)을 포함하고 있다. 이때 상기 영구자석의 극성이 향하는 방향은 넓이방향과 수평을 이루고, 영구자석군(20)은 이웃한 영구자석군의 극성의 방향과 동일한 방향이 되도록 배열되어 있다.

그리고 진동수단(230)은 상기한 자기장 생성수단(220)을 도 11과 같이 이송수단(210)의 길이방향으로 직선 왕복 운동시키는데, 이에 따라 자기장 생성수단(220)의 상부에 마련된 이송수단(210)에는 시공간적으로 변동하는 자기장이 형성된다.

결과적으로 제2 실시예의 분리 시스템(200)은 앞서 살펴본 제1 실시예와 동일한 기능을 수행하게 된다. 제2 실시예의 장점으로는 자기장 형성을 위해 별도의 전원이 필요치 않다는 점을 꼽을 수 있겠으나, 자기장의 세기를 보다 유연하게 함에 있어서는 용이하지 않다는 단점이 있다.

상술한 바를 시계열적으로 나타낸 도 12a 내지 도 12c를 살펴보면, 이송수단(210)으로 이송유체(미도시)를 포함하는 혼합 탄소나노튜브(A, B)가 일정량 유입되고(도 12a 참조), 일정량이 유입된 후 진동수단(230)에 의해 상기 자기장 생성수단(220)이 소정 구간 직선 왕복 운동(Round Trip)하게 되면, 혼합 탄성나노튜브(A, B) 중 반도체성 탄소나노튜브(B)가 분리된다(도 12b 참조).

반도체성 탄소나노튜브에 대한 분리가 완료되면, 자기장 생성수단(220)의 직선 왕복 운동은 멈추게 되고, 유입되는 이소유체에 의해 이송수단(210) 내에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브(A)가 토출된다(도 12c 참조).

이하, 본 발명에 따른 제3 실시예에 대해 설명한다.

[ 제3 실시예 ]

첨부도면 도 13을 살피면, 제3 실시예에 따른 분리 시스템(300)은 전체적으로 제2 실시예와 유사하나, 자기장 생성수단(320)이 상이하며 또한 제2 실시예에서 보였던 진동수단(230)과 달리 회전수단(330)을 마련하고 있다.

제3 실시예의 자기장 생성수단(320)은 도 14a에 도시된 바와 같이 열방향으로 병렬 배치된 다수의 영구자석군(30)으로 구성되며, 이 영구자석군(30) 각각은 극성이 교번되도록 배치된 다수의 영구자석(30a, 30b, … , 30k, 30l)을 포함하고 있다. 이때 상기 영구자석의 극성이 향하는 방향은 넓이방향과 수직을 이루고, 영구자석군(20)은 이웃한 영구자석군의 극성과 교번되도록 배치되어 있다.

이와 같은 구성의 자기장 생성수단(320)은 이송수단(310) 하부에서 회전 운동(Rotation)을 하게 되는데, 이는 상기한 회전수단(330)에 의해 구현된다. 여기서 자기장 생성수단(320)의 회전은 제2 실시예와 같이 변동 자기장을 형성하게 된다.

참고적으로 도 14a에 예시한 자기장 생성수단(320)은 전체적으로 직육면체를 이루고 있는 것으로 되어있으나, 회전 운동을 고려하여 도 14b와 같이 대략 원통형으로 설정할 수도 있다.

이하, 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에 적용된 본 발명의 기술적 사상을 방법적인 측면에 입각하여 정리해 보면 다음과 같다.

먼저, 이송수단에 이송유체가 포함된 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 공급한다(S110). 이때 이송유체는 지속적으로 공급되는 것이 바람직하다.

이어서 상기 이송수단의 일부 영역에 변동 자기장을 생성하여, 혼합 탄소나노튜브 중 반도체성 탄소나노튜브를 분리 및 이송수단 외부로 토출시킨다(S120, S130).

반도체성 탄소나노튜브에 대한 분리가 완전히 이루어지면, 상기 이송수단에 생성되었던 변동 자기장을 해제 또는 제거한다(S140).

S140 과정에 뒤미처, 유입되는 이송유체의 이동에 편승하여 이송수단 내부에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브를 토출시킨다(S150).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

상술한 본 발명에 따르면, 전도성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브를 효과적으로 분리할 수 있다.

더 나아가 전도성 탄소나노튜브에 작용하는 힘은 그 자체의 기하학적 구조와 전도도에 의해 결정되므로 변동 자기장의 세기 조절을 통해 기하학적 모양 또는 전도도의 차이에 따른 분류가 가능할 것이다.

Claims

혼합 탄소나노튜브를 전도성 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하기 위한 시스템으로서,

상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체를 공급받는 이송수단(110)과; 열 방향으로 접속된 다수의 전자석군(10)으로 구성되어 상기 이송수단의 일부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 생성수단(120)과; 상기 자기장 생성수단에 교류를 인가하여 상기 일부 영역에 변동 자기장이 형성되도록 하는 교류인가수단(130)과; 상기 구성요소(120, 130)의 동작을 제어하는 제어수단(140); 및 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단(150); 을 포함하여,

상기 혼합 탄소나노튜브를 반도체성 및 전도성 탄소나노튜브로 분리하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전자석군(10)은 극성이 교번 되도록 병렬 연결되는 다수의 전자석을 포함하되, 상기 전자석의 극성은 자기장 생성수단(120)의 넓이방향과 수평을 이루며, 전자석군 각각은 인접하는 전자석군의 극성의 방향과 동일한 방향이 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 이송수단(110)으로부터 토출되는 탄소나노튜브를 적재하는 적재수단(160); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 제어수단(140)에 의해 제어되며, 상기 이송수단(110)에 공급되는 상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체의 유입을 조절하는 공급수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 4에 있어서,

상기 제어수단(140)은 상기 공급수단을 통해 이송수단(110)에 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 공급한 후, 교류인가수단(130)을 통해 자기장 생성수단(120)에 교류를 인가하여 상기 혼합 탄소나노튜브에 포함된 반도체성 탄소나노튜브(B)를 이송수단 외부로 토출시키며, 토출이 완료된 후 상기 인가되었던 교류를 차단하고 상기 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브(A)를 토출시키는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
혼합 탄소나노튜브를 전도성 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하기 위한 시스템으로서,

상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체를 공급받는 이송수단(210)과; 열 방향으로 접속된 다수의 영구자석군(20)으로 구성되어 상기 이송수단의 일부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 생성수단(220)과; 상기 자기장 생성수단(220)을 상기 이송수단의 길이방향으로 직선 왕복 운동시키는 진동수단(230)과; 상기 진동수단을 제어하는 제어수단(240); 및 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단(250); 을 포함하여,

상기 혼합 탄소나노튜브를 반도체성 및 전도성 탄소나노튜브로 분리하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 6에 있어서,

상기 영구자석군(20)은 극성이 교번 되도록 병렬 배치되는 다수의 영구자석을 포함하되, 상기 영구자석의 극성은 자기장 생성수단(220)의 넓이방향과 수평을 이루며, 영구자석군 각각은 인접하는 영구자석군의 극성의 방향과 동일한 방향이 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 6에 있어서,

상기 제어수단(240)에 의해 제어되며, 상기 이송수단(210)에 공급되는 상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체의 유입을 조절하는 공급수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 8에 있어서,

상기 제어수단(240)은 상기 공급수단을 통해 이송수단(210)에 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 공급한 후, 진동수단(230)을 통해 자기장 생성수단(220)을 직선 왕복 운동시켜 상기 혼합 탄소나노튜브에 포함된 반도체성 탄소나노튜브(B)를 이송수단 외부로 토출시키며, 토출이 완료된 후 상기 자기장 생성수단(220)의 왕복을 멈추게 하고 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브(A)를 토출시키는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
혼합 탄소나노튜브를 전도성 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하기 위한 시스템으로서,

상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체를 공급받는 이송수단(310)과; 열 방향으로 접속된 다수의 영구자석군(30)으로 구성되어 상기 이송수단의 일부 영역에 자기장을 형성하는 자기장 생성수단(320)과; 상기 자기장 생성수단(320)을 회전 운동시키는 회전수단(330)과; 상기 회전수단을 제어하는 제어수단(340); 및 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급수단(350); 을 포함하며,

상기 영구자석군(30)은, 극성이 교번 되도록 병렬 배치되는 다수의 영구자석으로 구성되되, 상기 영구자석의 극성은 자기장 생성수단(320)의 넓이방향과 수직을 이루며, 영구자석군 각각은 인접하는 영구자석군의 극성의 방향과 교번되도록 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 10에 있어서,

상기 제어수단(340)에 의해 제어되며, 상기 이송수단(310)에 공급되는 상기 혼합 탄소나노튜브와 이송유체의 유입을 조절하는 공급수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
청구항 11에 있어서,

상기 제어수단(340)은 상기 공급수단을 통해 이송수단(310)에 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 공급한 후, 회전수단(330)을 통해 자기장 생성수단(320)을 회전 운 동시켜 상기 혼합 탄소나노튜브에 포함된 반도체성 탄소나노튜브(B)를 이송수단 외부로 토출시키며, 토출이 완료된 후 상기 자기장 생성수단(320)의 회전을 멈추게 하고 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브(A)를 토출시키는 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 시스템.
혼합 탄소나노튜브를 전도성 및 반도체성 탄소나노튜브로 분리하기 위한 방법으로서,

(1) 이송유체와 일정량의 혼합 탄소나노튜브를 이송수단에 공급하는 과정;

(2) 상기 이송수단의 일부 영역에 변동 자기장을 생성하여, 상기 혼합 탄소나노튜브 중 반도체성 탄소나노튜브를 분리 및 상기 이송수단 외부로 토출시키는 과정;

(3) 상기 이송수단에 생성되었던 변동 자기장을 해제 또는 제거하는 과정; 및

(4) 이송유체를 이용하여 상기 이송수단에 머물러 있던 전도성 탄소나노튜브를 상기 이송수단 외부로 토출시키는 과정; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도전류를 이용한 탄소나노튜브 분리 방법.