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촉매금속 중심물질(host)과 비촉매금속 물질(guest matrix)이 혼합된 이중복합 금속나노입자를 분무열분해 공정으로 만드는 단계;상기 이중복합 금속나노입자의 크기를 제어하고, 성장 온도를 변화시켜 열화학증착 공정으로 형태가 다른 탄소나노튜브를 선택적으로 성장시키는 단계;를 포함하고,상기 공정 단계들이 기상(Gas phase)에서 연속적으로 이루어지고,상기 형태가 다른 탄소나노튜브를, 상기 촉매금속 중심물질(host)이 비촉매금속 물질(guest matrix)에 의해 분산되어 반응표면에 나타나는 촉매금속 중심물질(host)의 크기 변화와, 상기 비촉매금속 물질(guest matrix)의 녹는점을 기준으로 한 성장 온도에 따른 비촉매금속 물질(guest matrix) 입자(grain)의 소실 및 그에 따른 촉매금속 중심물질(host)의 분산 정도의 변화를 이용하여 선택적으로 성장시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 형태가 다른 탄소나노튜브는,직선형 탄소나노튜브(Straight CNTs) 또는 코일형 탄소나노튜브(Coiled CNTs) 또는 성게형 탄소나노튜브(Sea Urchin-like CNTs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 직선형 탄소나노튜브(Straight CNTs)는,이중복합금속 나노입자의 크기를 50nm~ 100nm, 성장 온도 범위를 650 ~ 800℃로 제어하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 코일형 탄소나노튜브(Coiled CNTs)는,이중복합금속 나노입자의 크기를 50nm ~ 100nm, 성장 온도 범위를 500 ~ 650℃로 제어하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 성게형 탄소나노튜브(Sea Urchin-like CNTs)는,이중복합금속 나노입자의 크기를 100nm ~ 300nm, 성장 온도 범위를 500 ~ 800℃로 제어하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 이중복합 금속나노입자를,촉매 역할의 니켈 질산염(Ni(NO3)3ㆍ9H2O(nickel(Ⅱ)nitrate hexahydrate, Sigma Aldrich)과 탄소나노튜브의 구조 제어를 위한 알루미늄 질산염(Al(NO3)3ㆍ9H2O (aluminum nitrate hexahydrate, Sigma Aldrich)을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 이중복합 금속나노입자를 만드는 분무열분해 공정은,Ni:Al=1:1 비율로 3차 증류수(deionized water)에 교반시켜 3wt%의 전구체 용액을 만드는 공정과,상기 전구체 용액을 초음파 발생기를 통해 마이크로 크기의 액적 형태로 발생시키는 공정과,실리카젤 건조장치로 유입시켜 수분이 기상에서 흡수되도록 하여 액적속의 금속 질산염을 나노입자로 고체화시키는 공정과,상기 고체화 된 니켈 및 알루미늄 복합질산염 나노입자를 열분해하는 공정과,추가로 유입시킨 수소와의 환원 반응을 통해 알루미늄과 니켈이 1:1로 균일하게 혼합된 이중복합금속 나노입자의 형태로 생성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 1 항에 있어서, 형태가 다른 탄소나노튜브를 선택적으로 성장시키기 위한 열화학증착 공정은,상기 분무열분해 공정으로 생성된 이중복합금속 나노입자를 연속적으로 열화학증착반응기로 유입시키는 공정과,상기 이중복합금속 나노입자의 유입과 함께 아세틸렌 및 수소를 유입시켜 반응시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 이중복합금속 나노입자의 크기 제어를 위하여,다분산화(polydisperse)된 상태로 발생한 나노입자중에서 특정한 직경을 갖는 단분산화(monodisperse)된 나노입자만을 선별하거나,전구체(precursor)의 농도를 조절하여 나노입자 발생시 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브의 나노 구조 및 합성 제어 방법
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