CNT를 깨끗하게 제조하는 방법
만약 Class 100급 청정실에서 작업해본 적이 있다면, 그 과정이 얼마나 까다로운지 잘 알고 있을 것입니다. 아주 작은 먼지 한 톨만 있어도, 생산된 모든 탄소나노튜브가 쓸모없게 됩니다. 정말 짜증나는 일이죠.
문제는 대개 가열 요소에 있습니다. 대부분의 가열 요소들은 신뢰성이 떨어집니다. 온도가 상승할 때 조각들이 떨어져 나오거나, 기체가 발생하기도 합니다. 우리는 이 문제를 해결하기 위해 고순도의 석영 적외선 램프를 사용하기로 했습니다. 불필요한 요소들이 없으며, 오직 깨끗한 열만이 생성됩니다.
비결은 석영에 있습니다.
대부분의 산업용 램프들은 열이 가해지면 이온이 빠져나오거나 기체가 발생합니다. 하지만 우리가 사용하는 램프는 불순물이 거의 없는 융합된 규소로 만들어졌습니다. 석영 커버는 마치 금고와 같아서, 텅스텐 필라멘트가 주변 환경과 접촉하지 않도록 해줍니다. 그래서 성장 챔버 내부로 아무것도 유출되지 않습니다.
원하는 곳에 정확하게 열을 전달하기
CNT를 성장시키는 데 있어서 중요한 것은 열을 정확하게 전달하는 것입니다. 방 안 전체를 뜨겁게 만들 수는 없습니다.
우리의 램프는 고강도 단파 적외선을 사용합니다. 따라서 목표 온도에 빠르게 도달할 수 있지만, 열은 오직 기판 위에만 집중됩니다. 주변 공기를 데우는 데 에너지를 낭비하지 않고, 오직 작업 대상만을 데울 수 있습니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 이 램프들은 특수한 용도로 만들어졌기 때문에, 급격한 온도 변화나 액체 냉각 등에는 취약합니다. PID 제어기를 설정할 때는 점진적인 온도 감소를 유지해야 합니다.
접착제나 이물질이 전혀 없습니다.
우리는 불필요한 모든 것을 제거했습니다. 접착제도 없고, 공기를 오염시킬 수 있는 유기물 코팅도 없습니다. 대신 기계식 밀봉 장치와 고급 합금을 사용했습니다.
이 램프들을 시스템에 연결하면, 출력이 안정적으로 유지됩니다. 이것이 바로 가장 중요한 부분입니다. 즉, 기판 위의 촉매 입자들이 균일하게 활성화된다는 뜻입니다. ‘핫 스팟’도 없고, 이상한 직경의 튜브도 없으며, 무정형 탄소가 축적되는 일도 없습니다. 오직 깨끗하고 일관된 성장만이 가능합니다.