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초음파를 이용한 저온 오존분해 촉매의 개발

전문가 제언: ○ 나노미터 크기의 금속미립자는 기능성재료로서 촉매나 센서를 필두로 전자, 광학, 자기 소자 등의 분야에 널리 이용되고 있다. 지금까지 미세입자의 합성법은 물리적 수법으로는 금속증기의 응집을 제어하는 것에 의한 방법과 화학적 수법으로는 환원시약을 사용하는 방법 등이 주로 이용되었다.

○ 최근에는 무기 및 금속미립자의 새로운 합성법으로서 초음파를 이용하는 합성법이 등장하고 있다. 본 논문은 오존분해용 촉매로서 고출력 초음파를 이용하여 큰 표면적을 갖는 산화망간 미립자의 조제법에 관한 자료이다. 초음파에 의해 생성되는 기포는 그 크기가 매우 작기 때문에 캐비테이션(cavitation) 효과에 의해 생성되는 입자의 크기도 작게 됨으로 큰 비표면적에 의한 고기능성 촉매제조의 가능성이 크다고 할 수 있다.

○ 초음파에 의해 생성된 화학 반응장을 잘 제어하는 기술이 확립되면 다양한 미세입자 및 나노구조 재료의 창출이 가능하다. 더구나 근년 초음파조사 장치가 간단하게 설계되어 조작이 간편하고 안전하기 때문에 앞으로 나노기술 산업을 포함한 폭넓은 산업분야에서 초음파 캐비테이션 기술의 응용이 기대된다. 초음파에 의해 일어나는 화학반응은 초음파의 주파수에도 크게 영향을 받기 때문에 효율 좋게 미세입자를 조제하기 위해서는 최적의 초음파 주파수를 선정하는 데에도 많은 연구가 요구된다.

○ 우리나라에서의 초음파를 이용한 화학프로세스에 관한 연구는 이제 시작단계라 할 수 있다. 세계적으로도 초음파화학에 관련한 연구는 활발하게 진행되고 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 개발하였다. 이 기술의 개발은 나노전자 재료에의 응용뿐 아니라 다양한 나노소재 분야에 미치는 파급효과가 클 것으로 기대된다.

저자: SAYOKO SHIRONITA, SHUJI TANABE
자료유형: 학술정보