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초음파화학을 이용한 금속나노입자의 합성

전문가 제언: ○ 최근 지구온난화 문제 등 전 지구적 규모의 환경문제가 초미의 관심사로 부상됨에 따라 화학업계에서도 유해물질을 사용하지도 방출하지도 않는다는 청정화학(Green chemistry) 캠페인이 전 세계적으로 확산되고 있다. 수용액 중에 초음파를 조사하는 것에 의해 미소기포가 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상을 화학 반응장으로 이용하는 초음파화학(Sonochemistry)이 새롭게 주목되는 이유도 화학반응을 제어할 수 있는 청정화학 프로세스의 신규 수단으로 기대되기 때문이다. 초음파의 화학적 이용이 학술적으로나 기술적으로 늦어진 원인은 초음파가 역학적 에너지이므로 화학반응을 직접 구동하는 데는 불충분하다는 인식이 앞섰기 때문으로 생각된다.

○ 본 논문은 수용액에 초음파를 조사하면 미소기포가 발생하는 캐비테이션 현상에 의해 형성되는 고온 및 고압의 국소적 마이크로 반응장을 이용하여 금속나노입자를 합성한 실험결과를 소개한 자료이다. 특히 K. Okitsu 등은 초음파 환원법을 이용한 실험을 통해서 Au 나노입자의 생성 메커니즘에 미치는 초음파 주파수의 영향과 복합금속 나노입자 합성에서의 담체의 영향에 대해 상세히 소개하고 있어 초음파화학을 다루는 연구자에게는 크게 참고가 될 것으로 사료된다.

○ 우리나라에서의 초음파를 이용한 화학프로세스(sonoprocess)에 관한 연구는 이제 시작단계라고 볼 수 있다. 세계적으로도 초음파를 이용한 화학프로세스의 연구는 구미를 중심으로 활발하게 진행되고 있으며, 일본에서도 10여 년 전부터 소노케미스트리 연구회가 주축이 되어 많은 연구가 추진되고 있지만 아직 실용화 단계로까지는 부진한 상태이다.

○ 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 예상된다.

저자: Kenji Okitsu
자료유형: 학술정보