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나노제올라이트 : 합성, 결정 형성메커니즘과 응용

전문가 제언: ○ 높은 표면활성과 화학적 안정성을 가진 특성으로 촉매와 분리용 소재로 사용되어져 왔던 제올라이트 소재는 기공 크기의 한계가 있어 많은 발전이 이루어지지 않았다. 그러나 나노기술의 관심과 발전에 의해 나노미터 크기의 마이크로 기공을 갖는 제올라이트 소재가 개발되었고, 나노소재가 갖고 있는 가볍고, 강하고, 깨끗하고, 값이 저렴할 뿐 아니라 더 정확하게 특성을 구현할 수 있는 장점이 더해져서, 나노 크기의 제올라이트 결정에 대한 관심이 늘고 있어, 본 총설에서는 이러한 제올라이트 나노결정의 합성과 공정 및 응용 가능성에 대해 정리하였다.

○ 입자의 크기가 나노미터 단위로 줄어들면, 제올라이트의 표면적이 증가하게 되고 따라서 표면활성도 증가하게 된다. 이렇게 크기에 따라서 소재의 성질이 바뀌게 되는 특성을 이용하면, 지금까지 제올라이트 소재가 사용되어 왔던 촉매 및 분리용 응용을 벗어나 진단용 소재, 전자소재 등 응용 가능성이 늘어나게 되고, 본 총설에서는 제올라이트 결정소재에 대한 응용 예를 소개하고 있다.

○ 제올라이트 나노결정은 균일한 용액에서나 젤 상태에서 제조될 수 있을 뿐 아니라, 유기계 또는 무기계 틀을 이용해서 얻을 수 있다. 틀은 제올라이트 나노결정이 형성되고 난 후 소결하거나 화학반응으로 제거할 수 있어 소재 회수에 큰 장점이 있다.

○ 제올라이트의 기공을 나노미터 수준으로 제어하면 응용 가능성뿐 아니라 나노결정 형성메커니즘을 연구할 수 있는 좋은 모델이 되는 장점이 있으나, 아직까지는 결정의 크기나 크기 분산도를 제어하지 못하는 문제점이 있다. 궁극적으로 결정 성장을 제어해서 크기를 제어해서 원하는 특성을 얻기 위해서는 제올라이트 결정 형성 및 성장메커니즘이 규명되어야 한다. 이에 대한 체계적인 연구가 지속되어야 할 것이다. 응용 가능성이 높아서 나노기술의 발전과 더불어 많은 성과가 기대되기는 하나 메커니즘연구와 같은 기초연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

저자: Tosheva, L; Valtchev, VP
자료유형: 학술정보