나노기술 및 정책 정보

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2차원 금속 화합물은 밝고 폭넓은 응용 전망을 보유하고 있어 큰 관심을 받고 있으며, 특히 전자, 센서, 촉매제와 에너지 저장 분야에서 폭넓게 응용될 전망임. 2D 금속 화합물을 3D 시스템 구조에 도입하게 되면 우수한 성능을 발휘할 수 있으며, 특화된 2D 소재 제조를 위해 유력한 전략을 제공하면 실제 응용 과정에서 나타나는 특정 요구를 충족시킬 수 있게 될 것으로 전망됨.

최근 몇 가지 전략은 이미 2D 소재 개발과 3D 시스템 구조 구축에 응용되고 있는데 예를 들면 진공 필터, 자체 조립, 물과 열 반응, 화학 기상 증착 등 분야에서 응용되고 있으며, 각종 기술(예를 들면 박리와 기상 보조 성장)은 큰 범위에서 2D 층상 금속 화합물 개발에 응용되고 있음. 그러나 3D 배치로 2D 소재 구조를 구축하고 금속 화합물의 독특한 물리화학 특성을 보류할 수 있도록 하는 연구는 여전히 도전에 직면하여 있음.

중국 후난(湖南, 호남) 대학교 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 "3D 더블 연속 구조를 보유하고 있는 나노 다공성 2D 금속 화합물 일반 합성 방법"을 개발하는데 성공함.

연구팀은 3D 더블 연속 나노 다공성 구조를 보유하고 있는 각 종 2D(원자 사이즈 두께) 금속 화합물의 범용 합성 전략을 제시하였음.

연구팀은 표면 합금 전략을 통해 19종의 2차원 화합물 개발에 성공함. 구체적으로 황화물, 셀레늄화물, 텔루르화물, 탄화물과 질소화물 및 다섯 가지 합금 화합물이 포함되어 있으며, 연구팀은 재활용이 가능한 나노 다공성(nano porous) 금(gold) 보조 화학 기상 증착 공법을 통해 다섯 가지 합금 화합물을 쉽게 생산하는데 성공하였음.

이런 화합물은 2D 물리화학 특성을 보유하고 있으며, 구멍의 지름(aperture)을 조절할 수 있는 동시에 전기 촉매에 응용할 수 있는 성분을 함유한 3D 나노 다공성 금속 화합물은 전기화학 N2 환원 반응 과정에서 우수한 촉매 성능을 발휘하는 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 각 종 나노 다공성 금속 화합물의 잠재적인 응용을 위한 새로운 루트를 제공하여 그 의미가 주목됨.

본 연구 성과는 Advanced Materials("General Synthesis of Nanoporous 2D Metal Compounds with 3D Bicontinous Structure")에 게재됨.