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코어셀형 복합 나노결정의 합성과 고기능 세라믹스

전문가 제언: ○ 고기능성 세라믹 개발에서 중요한 것은 역시 출발 원료를 어떻게 제조하고 어떠한 기능을 부여 하는가에 있다고 본다. 특히 나노결정이나 박막을 제조하는 경우 어떠한 기능을 발현하는 것은 결정립이나 막 두께가 작아지면서 계면이나 계면부근의 영역이 중요한 역할을 하게 된다. 예로 ZrO2의 다층막에 수십 ㎚의 미세결정이 되는 Y2O3 안정화 ZrO2의 다결정 막이 있으며, 이를 nanoionics 부르는 영역을 형성하며 최근에 연구가 활발하게 되고 있다.

○ 이러한 nanoionics 재료는 구성 재료의 크기나 두께를 정밀하게 제어하여야 한다. 현재는 대부분 기상법인 MBE, PLD 등으로 제조되고 있다. 그러나 조절된 원료를 이용하여 세라믹을 제조한다면, 설비나 제조원가면에서 매우 유리하게 된다.

○ 여러 가지 물질을 이용하여 다층막을 제조하는 경우 간단히 복수 물질의 나노결정을 혼합하게 되면 응집이 발생하게 된다. 이러한 응집을 피하기 위하여 하나의 결정 표면에 다른 상을 피복하는 코어셀형 구조를 제조할 수 있으며, 코어결정의 크기나 셀형의 두께는 조절할 수 있다. 이렇게 하면 나노수준의 기능성 세라믹 분말원료를 얻을 수 있다.

○ 이러한 코어셀형을 제조하는 것은 최근에 유기 무기분야와 복합분야에서도 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기에 소개된 핫소프(hot soap) 방법은 CdSe 나노결정 합성이 보고된 후 여러 분야에서 이용되고 있다

○ 코어셀형 나노결정은 계면이 중요한 역할을 하는 제품에는 매우 유효한 입자라고 생각된다. 이 방법은 나노입자 제조에 좋은 발상이라고 생각되며 좀 더 연구를 발전시키면 고기능성 세라믹 원료분말이 저렴하게 생산될 수 있을 것으로 기대한다. 향후 다기능성 나노입자 공정기술의 확립이 중요하므로 관련 연구자들의 노력이 있기를 기대한다.

저자: Takahisa OMATA
자료유형: 학술정보