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유기구조물 주형을 이용한 복합금속산화물의 공간제어

전문가 제언: ○ 표면적이 큰 다공성 금속산화물은 그 특성에 의해 다기능의 소재로서 촉매, 흡착제, 필터, 이온교환수지 등 다양한 용도로의 응용, 개발이 급진전하고 있다. 통상 표면적이 큰 금속산화물의 합성법으로는 졸-겔 기술이나 마이크로 에멀션 방법이 이용되고 있지만 이러한 방법은 일반적으로 유기용매, 고가의 계면활성제 및 유기금속 등의 전구물질 등이 필요하며, 또한 복잡한 합성공정이 필연적이어서 실용화가 어려운 것으로 판단된다.

○ 지금까지 세공크기 및 다공성의 특징을 갖는 복합물질 합성의 주형소재로는 다공성의 제올라이트, 실리카 또는 탄소 등을 이용한 연구의 논문이 주류를 이루었다. 본 논문은 주형소재로서 유기화합물인 PMMA (polymethyl methacrylate) 단분산 입자의 콜로이드 결정을 이용함으로써 비교적 낮은 조작온도(573K)로 3차원구조의 복합금속산화물 다공체를 합성할 수 있는 기술을 제안하고 있다. 특히 개발된 합성법은 다양한 금속에 적용 가능하여 범용성이 높기 때문에 저비용의 경제성 있는 제조 프로세스가 확립되면 여러 산업분야에서 활용될 것으로 기대된다.

○ 나노 주조기술에 의한 표면적이 매우 큰 금속산화물의 미세구조 형성 및 일체화 기술의 확립은 촉매와 필터에의 응용은 물론 앞으로 개발이 요구되는 에너지 저장소재, 리튬전지의 전극소재, 전기화학적 커패시터 등의 기존재료를 대체할 것으로 전망된다.

○ 향후 나노 주조기술이 산업적으로 3차원구조의 다공성 금속화합물 합성에 적극적인 수법이 되기 위해서는 다양한 다공성 주형소재의 개발, 제한된 공간에서의 균일한 기공의 좁은 분포제어, 입자크기의 제어 등 주형의 구조적 특성 및 기공의 충전상태에 의한 생산수율 등에 관한 세밀한 기술의 확립이 필요하다.

저자: MASAHIRO SADAKANE, HITOSHI OGIHARA, WATARU UEDA
자료유형: 학술정보