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하전 콜로이드의 결정화 제어와 고정화

전문가 제언: ○ 콜로이드란 분자의 집합체로서 입자가 매우 큰 입자들이 분산매에 분산된 상태로 존재하므로 열역학적으로 불안정한 상태이나 하전 된 입자의 정전기적인 반발력에 의하여 분산되어 비교적 안정한 상태로 비교적 장시간 부유 상태를 유지하고 있는 상태를 지칭한다. 본고는 하전량을 조절함으로서 부유 상태에서 콜로이드 입자를 결정으로 성장시키고 고정화시키고 이들의 브래그 회절을 이용하여 새로운 광학재료로 사용하려는 연구 결과를 보고하고 있다.

○ 최근 몇 해 동안 콜로이드 결정은 광학, 생리 활성 물질, 촉매 지지체 및 경량 구조물로의 활용가능성을 검토하기 위해 전 세계적으로 광범위하게 연구되었는데 이들은 자기 조립 능력을 가지고 있어 이로부터 다양한 두께의 필름을 제조할 수 있게 되었다

○ Yamanaka 등은 실리카 콜로이드의 pH를 조절함으로서 입자의 전하수(電荷數)를 제어할 수 있으며 이를 토대로 전하조절에 의한 유기결정화(電荷誘起結晶化) 기술을 개발한 바 있다. 아크릴아미드계 수지를 겔 하제로 사용하여 고정화한 콜로이드 결정박막은 결정인 동시에 매체로 작용할 수 있는 특성을 가지고 있다. 외력에 대해 쉽게 한 방향으로 압축되며 이에 따라 브래그 파장을 튜닝(tuning)할 수 있는 기능을 보유하고 있으므로 센서 등의 용도로 기대가 모아지고 있다.

○ 또 이 콜로이드결정은 큰 면적의 재료를 대량으로 생산할 수 있어 실용성이 있는 광학용 재료가 될 것으로 예상되어 앞으로 극 내외의 학계에서 활발한 연구 개발이 기대된다.

○ 우리나라에서도 계면활성제는 세제, 조제 등으로 섬유, 식품 산업에서 널리 사용되고 있으며 여러 기업 및 연구기관에서 연구되고 있으나 광학용 결정재료로서의 연구가 진행되고 있다는 자료는 접할 수 없다. 이 방면에 관심을 가진 연구자에게 이 리뷰는 좋은 참고가 될 것이다.

저자: Junpei Yamanaka, Akiko Toyotama
자료유형: 학술정보