나노기술 및 정책 정보

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중국, 미국 및 캐나다의 국제 공동연구팀이 표적 나노입자 클러스터를 조립하는 고수율 방법을 개발했음. 지난 수십 년 동안 과학자들은 다양한 목적을 위해 직경이 1 ~ 100 나노미터 사이의 물질 입자인 나노입자를 만드는 방법을 배워왔음. 현재 여러 기술 중 하나를 사용하여 만들고 있음. 가장 일반적인 것은 마모, 가스 응축, 화학적 침전, 열수 합성, 이온 주입 및 열분해임. 이러한 각 접근 방식은 유사한 제조법을 따름. 대부분은 작은 입자의 배열이 최종적인 클러스터의 형성을 결정하게 됨. 둥근 나노입자의 경우 화학자들은 리간드 껍질을 사용하여 클러스터의 최종 모양을 결정함. 더 복잡한 제품을 만들기 위해 수정된 방식도 있음. 이 새로운 방식에서 연구원들은 고수율 제품을 생산하는 데 사용할 수 있는 표적 나노입자 클러스터를 만드는 방법을 고안했음. 그들의 접근 방식은 비국소화 전략을 기반으로 함. 즉, 클러스터를 만드는 데 사용되는 요소를 결합하는 상호작용과 폴리머 매개 반응을 사용함. 이 경우 구형 나노 입자를 만드는 데 두 종류의 금 입자가 사용됨. 또한 입자 표면에 공중합체(염기 또는 산)를 그 래프팅하는 작업도 포함됨. 이렇게 하면 반응 그룹의 배열과 수를 제어 할 수 있으며 최종적인 클러스터 외부에 체인을 추가하여 쉘 사이의 반발에 사용할 수 있음. 특히, 합성 중 결합 과정은 리간드 길이에 의해 제어되는 반면 결합된 입자의 배열은 정전기 반발에 의해 제어됨. 두 매개 변수를 미세 조정하여 형성되는 클러스터를 맞춤형으로 제조할 수 있음. 연구팀은 새로운 방법이 상대적으로 쉬운 방식으로 원하는 종류의 나노 입자를 조립할 수 있으며, 이 방법을 수정하여 더 복잡한 클러스터와 나노입자 기반 재료를 만드는 데 사용할 수 있을 것으로 기대함.

본 연구 성과는 ‘Science’ (“Self-limiting directional nanoparticle bonding governed by reaction stoichiometry”) 지에 게재됨