나노공간 내에서 초임계 유체의 특성

전문가 제언

○ 임계 온도 이상의 온도에서는 아무리 압력을 가해도 분자간의 응집상태가 될 수가 없기 때문에 단일 성분으로는 액체상태가 될 수 없다. 따라서 만약에 어떤 분자를 초임계 압력 이상으로 올리면 분자의 응집상태가 액체의 밀도와 비슷하게 되며 특이한 물성을 나타내게 된다.

○ 초임계 유체란 “임계 온도와 압력 이상에서 있는 유체”로 정의되며 기존의 용매와 차별되는 독특한 특성을 갖고 있다. 일반적으로 용매의 물성은 분자의 종류와 분자 간 상호작용에 따라 결정되기 때문에 비압축성인 액체용매는 분자간 거리가 거의 변화하지 않아 단일 용매로서는 커다란 물성의 변화를 기대하기 어렵다.

○ 초임계 상태에 처해있는 물질은 그 임계점 부근에서 압력을 변화시키면 그의 밀도, 점도, 확산계수와 극성 등 많은 물성은 기체에 가까운 상태로부터 액체에 가까운 상태에까지 연속적으로 매우 큰 변화를 가져온다.

○ Kanakubo(金久保) 등은 초임계 유체를 이용한 수많은 연구가 쏟아져 나오고 있는 이 때 나노공간에서의 초임계 유체의 특성을 규명하려는 근본적인 문제에 도전하고 있다. 그들은 나노미터 정도의 미소공간에서 융점 강하와 비등점 상승을 위시하여 임계 온도나 압력 등 상 거동에서 현저한 변화를 관측하였다.

○ 이제까지 나노공간 내에서 유체 연구는 기상에서 기체 흡착이나 액상에서 열 측정 등 거시적 실험방법을 주로 써왔기 때문에, 주변 잔존 벌크 유체의 영향으로 인하여 정량적 해석이 곤란하고 넓은 밀도 범위에서 정확한 흡착량을 구하기는 어려웠다.

○ Kanakubo(金久保) 등은 고압 NMR(핵자기공명)법에 의하여 나노공간 내의 유체를 직접 관찰하는 방법을 사용하여, 벌크 상태의 특성과 다르다는 것을 발견하였다. 국내의 초임계 유체 관련 연구자에게 도움이 될 것으로 생각되어 추천하는 바이다.

저자

Mitsuhiro Kanakubo, Yusuke Hiejima

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2007

권(호)

27(1)

잡지명

機能材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

8~13

분석자

최*수

분석물

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