KR101394823B1 - 고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체 - Google Patents

고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes)의 상기 아미노기에 폴리페닐아민이 결합되고, 이 결합된 폴리페닐아민이 상기 탄소나노튜브를 덮고 있는 고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 폴리아닐린을 탄소나노튜브와 공유결합시켜 전기전도도, 분산성 및 용해도 등이 크게 향상된 탄소 나노 구조체 및 폴리페닐아민을 덮은 탄소나노구조체 등을 제공하는 효과가 있다.

Description

고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체{Carbon Nano Structure with High Electrical Conductivity And Dispersibility, Method For Preparing The Same And Polymer Composite Containing The Same}
본 발명은 고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리아닐린을 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes; 이하 'CNT'라고 한다)와 공유결합시켜 전기전도도, 분산성 및 용해도 등이 크게 향상된 탄소 나노 구조체 및 폴리페닐아민을 덮은 탄소나노구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체에 관한 것이다.
폴리아닐린(Polyaniline; PANI)은 가공성, 안정성, 경제성, 기계적 물성, 전도성이 우수하여 다양한 분야로 응용 가능성이 큰 후보 물질로 인식되었다(Cardillo, L.; wift, D.; Meritt, J. J Imaging Sci Technol 1998, 42,300. 및 Travers, J. P. Synth Met 1990, 35, 159. 참조).
상기 폴리아닐린은 고분자 합성 과정에서 산화 상태에 따라 다양한 분자구조를 갖게 되며, 중간 정도의 산화 상태를 갖는 에머랄딘 염기(EB)에 양성자산을 도핑함으로써 전기전도도가 증가하게 된다. 이때 양성자산이 도핑되어 생성되는 에머랄딘 염(ES)의 구조는 금속에서 전도성을 설명하는 자유전자 혹은 홀의 개념이 아니라 부분적으로 하전을 띤 입자들(라디칼 양이온)이 분자 내 공액 구조 사슬을 통해 비편재화 되는 1차원적인 전기전도도 메카니즘을 갖는다(J. M. Ginder, A. F. Richter, A. G. MacDiamid, and A. J. Epstein, SolidStateCommun. 참조). 하지만 금속 수준의 전기전도도 구현에는 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 보완하고자 직선형의 높은 분자량을 가지는 고분자를 합성하기 위하여 낮은 온도의 반응조건과 산화제 첨가시간의 조절을 통하여 더 높은 전기전도도를 가지는 폴리아닐린의 합성방법을 개시하고 있으나, 이와 같은 방법으로 합성하여도 금속 또는 금속적인 성질을 갖는 탄소나노튜브 수준의 전기전도도 구현에는 한계가 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브는 전기적, 열적, 기계적으로 매우 우수한 성질을 가지고 있으나, 미세분말 상태인 구조적인 특징으로 가공성, 분산성 등이 열악하여(Breuer, O.; Sundararaj, U. Polymer Composites 2004, 25, 630-645. Dalton, A. B.; Stephan, C.; Coleman, J. N.; McCarthy, B.; Ajayan, P. M.; Lefrant, S.; Bernier, P.; Blau, W. J.; Byrne, H. J. The Journal of Physical Chemistry B 2000, 104, 10012-10016. 참조) 그 자체로 사용되기 어려운 문제가 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 폴리아닐린을 탄소나노튜브와 공유결합시켜 전기전도도, 분산성 및 용해도 등이 크게 향상된 고전기전도성 및 고분산성의 탄소 나노 구조체 및 폴리페닐아민을 덮은 탄소나노구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 N-(아미노아릴) 아마이드기로 치환된 탄소나노튜브 (Carbon Nanotubes)의 상기 아미노기에 폴리페닐아민이 결합되고, 이 결합된 폴리페닐아민이 상기 탄소나노튜브를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 고전기전도성 및 고분산성의 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체를 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 폴리아닐린을 탄소나노튜브와 공유결합시켜 전기전도도, 분산성, 가공성 및 용해도 등이 크게 향상된 고전기전도성 및 고분산성의 탄소 나노 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고분자 복합체를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탄소 나노 구조체의 제조 절차도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리페닐아민 염과 염기의 구조도이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진이다.
도 4는 실시예 2에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진이다.
도 5는 실시예 5에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진이다.
도 6는 실시예 6에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진이다.
도 7는 비교예 1에서 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진이다.
도 8는 비교예 2에서 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진이다.
도 9는 비교예 3에서 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진이다.
도 10는 비교예 4에서 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진이다.
도 11은 실시예 1에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체를 물과 에탄올 각각에 분산시킨 다음, 안정화에 필요한 소정 시간 경과 후 촬영한 사진이다.
도 12은 실시예 2에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI 탄소 나노 구조체를 물과 에탄올 각각에 분산시킨 다음, 안정화에 필요한 소정 시간 경과 후 촬영한 사진이다.
도 13은 실시예 3에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI-에머랄딘 염(ES) 탄소 나노 구조체를 물과 에탄올 각각에 분산시킨 다음, 안정화에 필요한 소정 시간 경과 후 촬영한 사진이다.
도 14는 실시예 4에서 제조된 본 발명에 따른 CNT-PANI-에머랄딘 염(ES) 탄소 나노 구조체를 물과 에탄올 각각에 분산시킨 다음, 안정화에 필요한 소정 시간 경과 후 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 고전기전도성 및 고분산성 탄소 나노 구조체는 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes)의 상기 아미노기에 폴리페닐아민이 결합되고, 이 결합된 폴리페닐아민이 상기 탄소나노튜브를 덥고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브는 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것일 수 있고, 바람직하게는 정적영속길이(static bending persistence)가 100 내지 800 ㎚인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것이다.
상기 N-(아미노아릴)아마이드기는 N-(4-아미노페닐)아마이드기인 것이 바람직한데, 이 경우 페닐아민과의 중합이 용이하고, 연결되는 폴리페닐아민이 탄소나노튜브의 표면을 잘 감싸게 되는 효과가 있다.
상기 폴리페닐아민은 폴리아닐린인 것이 바람직한데, 이 경우 제조되는 탄소 나노 구조체가 가공성, 기계적 물성, 전도성 및 분산성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 N-(아미노아릴)아마이드기는 탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 6 내지 8 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 이 경우 폴리페닐아민이 탄소나노튜브의 표면을 잘 감싸게 되는 효과가 있다.
상기 폴리페닐아민은 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 45 내지 180 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 이 범위 내에서 전기전도도가 증가하는 효과가 있다.
상기 탄소 나노 구조체는 폴리페닐아민 염(ES) 형태로, 염기로 처리하게 되면 염기(EB) 형태인 것을 만들 수 있다.
상기 염기는 암모니아수인 것이 바람직한데, 이 경우 폴리페닐아민 염의 양성자를 도핑하여 폴리페닐아민 염기(EB)로 만드는 효과가 있다.
상기 염 형태의 탄소 나노 구조체는 CNT-PANI-에머랄딘 염(ES)인 것이 바람직할 수 있다.
하기 도 2에 상기 에머랄딘 염기(EB)와 에머랄딘 염(ES)의 관계(반응식)를 구체적으로 도시하였다.
상기 탄소 나노 구조체는 기존 폴리아닐린이 갖는 전기전도도의 한계를 극복하여 다양한 산업분야에 응용될 수 있다.
본 발명의 탄소 나노 구조체의 제조방법은 a) 프리스틴(pristine)-탄소나노튜브를 질산으로 처리하여 카르복실산기와 알코올기가 치환된 탄소나노튜브를 제조하는 단계; b) 상기 탄소나노튜브의 카르복실산기를 아실할라이드로 전환시킨 다음, 이를 아릴디아민과 반응시켜 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes)를 제조하는 단계; 및 c) 상기 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브(Multiwalled Carbon Nanotubes)에 페닐아민을 투입하고 중합시켜 탄소 나노 구조체를 제조하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브는 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것일 수 있고, 바람직하게는 정적영속길이(static bending persistence)가 100 내지 800 ㎚인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것이다.
상기 탄소 나노 구조체의 제조방법은 c) 단계에서 제조된 탄소 나노 구조체를 염기로 처리하여 염기 형태의 탄소 나노 구조체를 제조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 프리스틴(pristine)-탄소나노튜브는 탄소나노튜브로 합성 제조된 후 얻은 표면처리되지 않은 탄소나노튜브를 의미한다.
상기 프리스틴-탄소나노튜브는 정적영속길이(static bending persistence)가 800 nm 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것일 수 있고, 바람직하게는 100 내지 800 ㎚인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것이다.
상기 강직한 랜덤코일 형태의 탄소나노듀브는 본 출원인이 기출원한 대한민국특허 제10-2006-0107451호(2007.08.20 공개)에 개시된 강직한 랜덤코일 형태의 탄소나노튜브에 관한 내용 및 J. Phys. Chem. C 111, 18882~18887에 발표된 정적영속길이의 정의를 포함할 수 있다.
상기 정적영속길이(static bending persistence)는 강직한 랜덤코일 형태의 탄소나노튜브가 연속곡률을 가지고 있는 경우 곡률반경의 평균값을 의미하고, 보다 정확하게는 통계물리를 사용하여 하기 수학식 1로 정의할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112010035983171-pat00001
여기서 Db는 꺽임비, R은 말단간 거리벡터, lsp = Clp0는 정적영속길이, C는 상수, L은 펼친 길이, lp0는 임의의 세그먼트 길이, 그리고 θ는 축으로부터 꺽인 각도를 나타낸다.
상기 꺽임비는 본 출원인이 기출원한 대한민국특허 제10-2006-0107451호(2007.08.20 공개)에 개시된 꺽임비(bending ratio)에 관한 내용을 포함할 수 있다.
상기 c) 단계의 중합에서 사용되는 개시제는 페닐아민의 중합에 통상적으로 사용될 수 있는 개시제라면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 암모늄 퍼옥소디설페이트(APS; ammonium peroxodisulphate)일 수 있다.
상기 질산은 50 내지 80 중량% 질산 수용액으로, 프리스틴- 탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 60000 내지 80000 중량부로 투입되는 것이 바람직한데, 이때 탄소나노튜브의 구조가 유지되면서, 보다 효과적인 양으로 카르복실산기 및 알코올기가 생성되는 효과가 있다.
상기 페닐아민은 그 투입량이 증가하면 중합되는 폴리페닐아민 체인(chain)이 더 두껍게 탄소나노튜브를 감싸게 된다.
본 발명의 고분자 복합체는 상기 탄소 나노 구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 복합체는 센서, 전극물질, 부식방지제 등으로 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예1
<N-(아미노아릴)아마이드-탄소나노튜브의 합성>
질산 100 ml에 정적영속길이가 270 nm인 프리스틴-탄소나노튜브 200 mg 을 섞은 후, 이를 50 ℃에서 24 시간 동안 초음파 하면서 반응시킨 다음, 이를 3차 증류수를 이용하여 감압 여과하고, 감압되어 나오는 용액이 중성을 나타낼 때까지 씻어주었다. 이후 얻어진 고체 생성물을 진공오븐에 넣어 24시간 동안 말리고, 절구(mortar)로 분쇄하여 하이드록시기와 카르복실산기가 형성된 탄소나노튜브를 제조하였다.
반응기에 밀폐튜브를 이용 아르곤 기체를 충전한 후 밀폐 상태에서 SOCl₂ 20 ml와 상기 하이드록시기와 카르복실산기가 생성된 탄소나노튜브 100 mg을 넣고 50 ℃에서 24시간 동안 초음파로 처리하면서 반응시킨 다음, 진공펌프를 이용하여 4시간 동안 말려 아실클로라이드(-COCl)가 형성된 탄소나노튜브를 제조하였다.
위에서 제조한 탄소나노튜브 100 mg에 p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine) 100 mg을 20 ml 디클로로메탄(Dichloromethane; MC)에 녹여서 혼합한 후, 50 ℃에서 24시간 동안 초음파를 가하면서 반응시킨 다음, 디클로로메탄을 이용하여 감압여과 후, 남은 고체 생성물을 진공오븐에서 말려 N-(아미노아릴)아마이드-탄소나노튜브를 제조하였다.
<탄소 나노 구조체(CNT-PANI)의 제조>
제조된N-(아미노아릴)아마이드-탄소나노튜브 100 mg을 1.5M HClO4 수용액 8.948 ml에 넣은 다음, 증류된 아닐린(Distilled Aniline Monomer) 400 mg(4.30 mmol)을 넣고 2시간 동안 상온에서 초음파로 처리한 후, 800~900 rpm 으로 교반하면서 암모늄 퍼설페이트(Ammonium persulfate; APS) 246 mg(1.08 mmol)을 1.5M HClO4 4.472 ml에 녹인 용액을 8~10분간 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 상온에서 24시간 교반하면서 반응시키고, 반응 후 충분한 삼차 증류수를 이용하여 씻어준 다음 감압 여과하고, 진공오븐에 말려 CNT-PANI 탄소 나노 구조체를 제조하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 3에 도시하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 증류된 아닐린(Distilled Aniline Monomer)을 8배 증가시켜 반응시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 4에 도시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제조된 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체에 10 wt% NH4OH 수용액 25 ml를 투입하고, 상온에서 24 시간 동안 교반하여 CNT-PANI-에머랄딘 염기(EB) 탄소 나노 구조체를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 2에서 제조된 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체에 10 wt% NH4OH 수용액 25 ml를 투입하고, 상온에서 24 시간 동안 교반하여 MWCNT-PANI-에머랄딘 염기(EB) 탄소 나노 구조체를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 증류된 아닐린(Distilled Aniline Monomer) 보다 암모늄 퍼설페이트(Ammonium Persulfate; APS)를 먼저 넣은 것을 제외 하고는 상기 실시예1 과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 5에 도시하였다.
실시예 6
상기 실시예 2에서 증류된 아닐린(Distilled Aniline Monomer) 보다 암모늄 퍼설페이트(Ammonium persulfate; APS)를 먼저 넣은 것을 제외 하고는 상기 실시예2 와 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 6에 도시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 제조된N-(아미노아릴)아마이드-CNT 대신에 표면 개질되지 않은 프리스틴-CNT를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진은 하기 도 7에 도시하였다.
비교예 2
상기 실시예 2에서, N-(아미노아릴)아마이드-CNT 대신에 표면 개질되지 않은 프리스틴-CNT를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT/PANI 복합체의 TEM 사진은 하기 도 8에 도시하였다.
비교예 3
상기 실시예 5에서, N-(아미노아릴)아마이드-CNT 대신에 표면 개질되지 않은 프리스틴-CNT를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 9에 도시하였다.
비교예 4
상기 실시예 6에서, N-(아미노아릴)아마이드-CNT 대신에 표면 개질되지 않은 프리스틴-CNT를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 실시하였다. 이때 제조된 CNT-PANI 탄소 나노 구조체의 TEM 사진은 하기 도 10에 도시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 구조체 및 복합체의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
* 표면저항(ohm/sq): KEITHLEY 사의 표면저항 측정기 Delta Mode System(측정범위 10-1 내지 1013 ohm/sq)로 측정하였다.
* 용해도(분산도): 제조된 구조체 또는 복합체 2 mg을 증류수 또는 에탄올 10 ml에 분산시킨 다음, 24시간이 지난 후 사진을 찍어 측정하였다.
* 원소분석: Thermo Fisher scientific 사의 Flash EA1112 series을 사용하였다.
* FE-TEM: Jeol사의 JEM-2100F, 200kV를 사용하여 컴퓨터 이미지 파일로 얻을 수 있었다.
구분 원소분석 표면저항(ohm/sq) 용해도(분산도)
N%(PANI%) 물 EtOH
Pristine-MWCNT 0 1.6 X X
PANI 160 ○ X
MWCNT-N-(아미노아릴)아마이드 2.1 1.6
실시예 1 6.27(41.70) 6.7 ○ △
실시예 2 9.42(62.64) 12 ○ △
실시예 3 △ ○
실시예 4 △ ○
실시예 5 5.86(38.97) 2.8 ○ △
실시예 6 9.04(60.12) 15.4 ○ △
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 CNT-PANI 탄소 나노 구조체는 pristine-CNT에 근접하는 전기전도도를 가짐과 동시에 폴리아닐린(PANI) 보다 우수한 용해도 및 분산성을 가짐을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 신규한 CNT-PANI 탄소 나노 구조체는 N-(아미노아릴) 아마이드-CNT와 아닐린의 중량비가 1:4인 경우(실시예 1, 3 및 5) 및 1:32인 경우(실시예 2, 4 및 6) 모두 CNT를 감싸지 않은 벌크상태의 폴리아닐린(PANI)은 발견되지 않았다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4에서 제조된 신규한 CNT-PANI 탄소 나노 구조체(도 3 내지 6)는 비교예 1 내지 4에서 제조된 종래의 CNT/PANI 복합체(도 7 내지 10)에 비하여, 경사가 크고 날카로운 표면을 가지고 있으며, PANI가 CNT를 보다 균일하고 촘촘하게 감싸고 있음을 HR-TEM을 통하여 확인할 수 있었다.
또한, 하기 도 11 내지 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 CNT-PANI 탄소 나노 구조체(실시예 1 및 2)는 물에 잘 용해되고, 본 발명에 따른 신규한 CNT-PANI-에머랄딘 염기(EB) 탄소 나노 구조체(실시예 3 및 4)는 에탄올에 잘 용해됨을 확인할 수 있었다.
참고로, 본 발명의 탄소 나노 구조체는 상기와 같이 물 및 알코올에 대하여 우수한 용해도 및 분산도를 가지면서 그 조절도 가능하여, 코팅액, 조성물 등 다양한 용도에 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. N-(4-아미노페닐)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes)의 상기 아미노기에 폴리페닐아민이 결합되고, 이 결합된 폴리페닐아민이 상기 탄소나노튜브를 덮고 있는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는, 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리페닐아민은, 폴리아닐린인 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 N-(아미노아릴)아마이드기는, 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 (Carbon Nanotubes) 100 중량부에 3 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리페닐아민은, N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 (Carbon Nanotubes) 100 중량부를 기준으로 40 내지 180 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소 나노 구조체는, 염기로 처리되어 염 형태인 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 염기는, 암모니아수인 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체.
  9. a) 프리스틴(pristine)-탄소나노튜브를 질산으로 처리하여 카르복실산기와 알코올기가 치환된 탄소나노튜브를 제조하는 단계;
    b) 상기 탄소나노튜브의 카르복실산기를 아실할라이드로 전환시킨 다음, 이를 아릴디아민과 반응시켜 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브를 제조하는 단계; 및
    c) 상기 N-(아미노아릴)아마이드기로 치환된 탄소나노튜브에 페닐아민을 투입하고 중합시켜 탄소 나노 구조체를 제조하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는, 정적영속길이(static bending persistence)가 800 ㎚ 이하인 강직한 랜덤 코일(rigid random coil) 형태를 포함한 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 탄소 나노 구조체의 제조방법은, c) 단계에서 제조된 탄소 나노 구조체를 염기로 처리하여 염기 형태의 탄소 나노 구조체를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 질산은, 60내지 80 중량% 질산 수용액으로, 프리스틴-탄소나노튜브 100 중량부를 기준으로 60000 내지 80000 중량부로 투입되는 것을 특징으로 하는
    탄소 나노 구조체의 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 탄소 나노 구조체를 포함하는 고분자 복합체.
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