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초임계 이산화탄소를 이용한 나노플레이팅

전문가 제언: ○ 물과 이산화탄소가 소위 초임계 상태로 변환될 때, 그들은 정상적으로는 녹지 않는 많은 물질들을 녹일 수 있다. 초임계 거동은 가스와 액체 사이에 여전히 구별이 있는 가장 높은 온도인 유동체의 임계온도 위에서 나타난다.

○ 물에 있어서 임계 온도는 374℃, 비등점이 훨씬 더 낮은 이산화탄소에 있어서, 임계 온도는 그보다 훨씬 낮은 31℃이다. 용매에 요구되는 액체 같은 밀도를 얻기 위해, 초임계수(超臨界水)와 초임계 이산화탄소는 적정 압력으로 압축되었을 때 얻어진다.

○ 초임계 유체를 이용한 나노테크놀로지로서는 미립자 제조나 재료의 미세가공, 박막․세선 제작이 그 전형이다.

○ Sone(曾根)는 이 가운데 박막·세선 제작에 이용 가능한 기술의 하나이고, 그가 개발한 초임계 나노플레이팅, SNP(Supercritical NanoPlating)이라고 하는 신규 도금 방법에 대하여 기술하였다.

○ 그의 초임계 이산화탄소를 이용한 금속표면처리 방법은 기본적으로 초임계 이산화탄소에 용해하는 유기금속착체를 표면에 유지시키면서 환원 처리하여 표면에 금속으로 피복하는 것이 특징이다.

○ 재래식에서는 전기도금 시 수소 발생과 소지의 거칠기에 유래하는 핀홀 및 선상 도랑(溝)이 많이 보이는데 대하여, SNP법에서는 표면이 평활하다. 이로부터 SNP법은 핀홀 및 크랙이 없는 도금 피막이 얻어져, 그 피막의 레벨링(平滑化) 효과가 높다는 것이 밝혀졌다.

○ 국내에서도 초임계 이산화탄소 이용에 대한 연구가 활발하다. 화학공학회 2000년 가을학술대회(장소 포항공대)에서 발표된 초임계 유체관련 논문이 26건에 이르는 등, 각 대학을 중심으로 연간 100여 건씩의 관련 논문이 발표되고 있다. 도금 분야에서도 재래식 전기도금보다 결함이 적다는 새로운 초임계 이산화탄소를 이용하는 나노도금법에 대하여 관심을 가져야 할 것으로 사료된다.

저자: Masato Sone
자료유형: 학술정보