나노재료 나노복합입자
페이지 정보
- 용어
- 나노복합입자
- 요약
- 전기적, 자기적, 광학적, 기계적 성질의 향상을 위해, 서로 다른 나노 입자를 기상 또는 액상 공정 하에서 코팅, 도핑, 또는 임베딩의 과정을 통해 제조한 나노 사이즈의 복합 입자
- 참고문헌
- - 서울대 나노입자제어기술연구단(http://plaza.snu.ac.kr/~mchoi)
- http://aerosol.che.cau.ac.kr/ftp_up/usuhan/nano3.htm
- Strobel, R., Stark, W.J., Madler, L., Pratsinis, S. E. and Baiker A. "Structural Properties and Behaviour in Enantioselective Hydrogenation of Flam - 분류
- 나노재료 > 나노구조체
본문
기존의 마이크론 크기의 다결정 재료와 비교해 새롭고, 또한 탁월한 재료성질을 갖는 수십 nm 이하의 나노 복합 입자상 재료의 합성 및 응용에 관한 연구가 21세기를 선도하는 첨단재료과학의 연구 분야로 관심을 모으고 있다. 최근에는 다양한 재료의 응용분야에서 고순도, 무응집 결정상의 나노 복합 입자 재료들이 강하게 요구됨에 따라, 이들 재료를 합성하는 최적의 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 나노 복합 입자의 제조 기법으로는 나노 입자를 코팅(coating), 도핑(doping) 또는 임베딩(embedding)시키는 방법이 있다. 이렇게 제조된 입자는 여러 연구를 통해서 기존 나노 입자보다 뛰어난 전기적, 광학적, 자기적, 기계적 성질을 보여주고 있다.
나노 복합 분말의 제조 공정은 기상을 이용한 제조법, 액상을 이용한 제조법으로 크게 나눌수 있다. 기상을 이용한 대표적인 제조법에는 전구체(precusor)의 기상화 기술에 따라 열증발을 이용한 불활성 기체 응축(inert gas condensation, IGC), 마이크로파 플라즈마(microwave plasma), 레이저 증발(laser ablation)을 이용한 방법, 금속 유기물 전구체를 연소화염이나 hot-wall reactor를 이용하여 분해 합성하는 화염 에어로졸(Flame aerosol)법과 화학 기상 응축(chemical vapor condensation, CVC) 공정 등이 널리 이용되고 있다. 그 중에서 CVC공정은 상압 혹은 낮은 진공도에서 작업할 수 있어 경제적이며, 코팅 혹은 도핑 형태의 나노 복합 분말의 제조가 용이하다.
액상법의 대표적인 방법으로는 졸-겔(Sol-Gel) 공정이 있다. 졸-겔 공정은 금속 알콕사이드 혹은 금속 염이 용액상에서 가수분해되어 생성된 입자 형태의 졸 혹은 고분자 형태의 졸이 축중합 반응에 의한 결합 작용으로 겔화하는 공정을 이용하는 기술이다. 이 공정을 활용할 경우 하이브리드 분산상의 크기가 일반적으로 nm 수준이거나 분자 레벨이므로 투명하고 다양한 성능을 갖는 나노 복합 입자가 만들어진다. 용액으로 출발하여 졸을 경유하여 목적으로 하는 재료를 합성하는 졸-겔 공정은 다양한 용도로 적용 가능하며, 현재 수열처리법과 결합하여 추가적인 열처리 없이 결정성 재료를 직접 제조하는 기술이 활발히 개발되고 있다.
나노 복합 분말의 제조 공정은 기상을 이용한 제조법, 액상을 이용한 제조법으로 크게 나눌수 있다. 기상을 이용한 대표적인 제조법에는 전구체(precusor)의 기상화 기술에 따라 열증발을 이용한 불활성 기체 응축(inert gas condensation, IGC), 마이크로파 플라즈마(microwave plasma), 레이저 증발(laser ablation)을 이용한 방법, 금속 유기물 전구체를 연소화염이나 hot-wall reactor를 이용하여 분해 합성하는 화염 에어로졸(Flame aerosol)법과 화학 기상 응축(chemical vapor condensation, CVC) 공정 등이 널리 이용되고 있다. 그 중에서 CVC공정은 상압 혹은 낮은 진공도에서 작업할 수 있어 경제적이며, 코팅 혹은 도핑 형태의 나노 복합 분말의 제조가 용이하다.
액상법의 대표적인 방법으로는 졸-겔(Sol-Gel) 공정이 있다. 졸-겔 공정은 금속 알콕사이드 혹은 금속 염이 용액상에서 가수분해되어 생성된 입자 형태의 졸 혹은 고분자 형태의 졸이 축중합 반응에 의한 결합 작용으로 겔화하는 공정을 이용하는 기술이다. 이 공정을 활용할 경우 하이브리드 분산상의 크기가 일반적으로 nm 수준이거나 분자 레벨이므로 투명하고 다양한 성능을 갖는 나노 복합 입자가 만들어진다. 용액으로 출발하여 졸을 경유하여 목적으로 하는 재료를 합성하는 졸-겔 공정은 다양한 용도로 적용 가능하며, 현재 수열처리법과 결합하여 추가적인 열처리 없이 결정성 재료를 직접 제조하는 기술이 활발히 개발되고 있다.