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초음파 프로세스 세라믹 미립자 합성

전문가 제언: ○ 초음파 에너지의 이용은 초음파를 전파하는 매체의 물리적 및 화학적 작용의 응용이다. 물리적 작용은 파동으로서의 성질, 즉 전파, 반사, 흡수현상을 이용하는 것으로 우리나라에서도 정보통신 분야뿐 아니라 음파속도나 흡수계수 등의 물성측정 분야에서 이미 광범하게 응용되고 있다. 또 다른 분야로는 초음파의 에너지 자체를 이용하는 것으로 초음파의 교반 및 발열작용인 기계적 작용을 응용하는 분야와 초음파에 의한 캐비테이션(cavitation)의 화학작용을 이용하는 초음파화학(sonochemistry)이다. 최근에 와서는 캐비테이션에 의해 생성되는 순간적인 고온, 고압의 국소장(hot spot)에 관심이 집중되어 많은 연구가 진행되고 있지만 아직 공업화로의 적용은 미미한 실정이다.

○ 본 논문은 용액 중에서 세라믹 미립자를 합성하는 경우, 초음파조사의 효과를 몇 가지의 실험사례를 들어 규명하고 있다. 자성 미립자 합성에서의 용해 및 석출, 산화, 핵생성 및 성장과정을 포함한 전형적인 프로세스에서의 초음파화학이 미치는 효과를 검토하였으며, 또한 CdS 형광체, 초음파전기화학 프로세스에 의한 광촉매 티타니아, 졸겔법에 의한 뮬라이트의 합성사례를 제시하고 있다. 특히 본 논문에서는 경험적인 노하우로서 매우 미약한 강도의 초음파조사에 의한 입경증대효과를 제안하고 있어 세라믹 미립자의 합성기술연구에 참고가 될 것으로 본다.

○ 우리나라의 경우, 초음파를 이용한 화학프로세스(sonoprocess)에 관한 연구는 이제 시작단계이다. 지난 3월에 경북대의 정수환 교수팀이 초음파에 의한 반응장을 이용하여 상온, 상압 하에서 단시간에 기판 상에 산화아연 나노막대의 수직성장 및 위치제어가 가능한 기술을 개발하였다고 발표한 바 있다. 이 기술의 개발은 나노전자 재료에의 응용뿐 아니라 다양한 나노소재 분야에 미치는 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다. 향후 초음파에 의해 생성된 화학 반응장을 잘 제어하는 기술이 확립되면 각종의 나노입자 및 나노구조 재료의 창출이 가능하다. 더구나 초음파 조사장치의 조작이 간편하고 안전하기 때문에 앞으로 나노기술 산업을 포함한 폭넓은 산업분야에서 초음파 캐비테이션 기술의 응용이 기대된다.

저자: Naoya Enomoto
자료유형: 학술정보