나노재료 콜로이드 결정
페이지 정보
- 용어
- 콜로이드 결정
- 요약
- 콜로이드 입자들의 장주기적 격자구조를 가지는 결정상태
- 참고문헌
- - Y. Lin, P.R. Herman, C.E. Valdvia, J. Li, V. Kitaev, and G.A. Ozin, "Photonic band structure of colloidal crystal self-assembled in hollow core optical fiber", Applied Physics Letters, Volume 86, p.121106 (2005)
- D.H. Everett, Basic Principles of Coll - 분류
- 나노재료 > 나노구조체
본문
보통의 현미경으로는 확인되지 않지만, 원자 또는 저분자보다는 큰 입자가 분산매에 분산하고 있을 때 콜로이드 상태에 있다고 하며, 경우에 따라 분산계에서의 분산상만을 콜로이드라고 한다. 이들 물질은 분자수준과 거대 규모의 중간에서 독특한 열역학적, 유변학적, 광학적 특성을 보인다.
일반적인 콜로이드는 액체를 분산매로 하는 것이며, 이것을 졸 또는 콜로이드 용액이라고 한다. 졸은 조건에 따라 젤리상으로 고화하여 젤로 변한다. 졸은 분산매와의 친화성이 크고 적음에 따라 친액 콜로이드와 소액 콜로이드(분산매가 물인 경우는 특히 친수콜로이드와 소수콜로이드)로 분류된다. 저분자물질의 분자가 미셀을 형성한 친액콜로이드는 미셀 콜로이드라고 한다. 또, 금속, 금속화합물 같은 소액 콜로이드는 이것을 원자 또는 분자의 미결정 혹은 그 집합체로 생각되지만 미셀 콜로이드와 구별하기 위하여, 회합 콜로이드(association colloid)라고 말하는 경우가 있다. 고분자(또는 거대분자)는 그 자신이 콜로이드 입자의 특성을 가지므로 분자 콜로이드라고 불린다.
최근 나노수준까지 입자의 크기, 모양, 조성, 표면물성 등이 균일한 단분산 콜로이드를 제조할 수 있게 되면서 콜로이드 입자를 이용한 기술이 발전되고 새로운 응용분야가 발견되고 있다. 특히, 구형 콜로이드 입자는 가장 성공적으로 연구에 적용된 사례인데, 구형은 가장 단순한 형태이므로 핵생성 및 성장에 대한 접근이 용이하다. 구형 단분산 콜로이드는 장주기 질서를 갖는 결정형태로 자기배열 방법 등에 의해 쉽게 조립될 수 있고, 콜로이드 분말 자체의 성질 뿐만 아니라 규칙적인 격자에서 오는 여러 가지 흥미 있는 기능성을 보여준다. 예를 들어 자기배열 방법에 의해 대전된 콜로이드를 이용하여 다층 적층을 통해 3차원 콜로이드결정을 제조할 수 있으며, 이것은 새로운 포토닉 밴드갭(Photonic Band Gap, PBG) 구조체는 고효율 광원 광검지기 도파로, 광학회로 광통신 레이저 등의 제조를 가능하게 하기 때문에 기술적으로 매우 중요하다. 그 외에도 2차원 결정은 화상처리용 마이크로 렌즈, 광식각 재료로 응용할 수 있다.
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