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용매 열 반응에 의한 산화세륨 미립자합성

전문가 제언: ○ 용매 열 반응(합성, 처리)이라는 말은 1980년대부터 과학 저널에 등장하기 시작하였다. 화합물을 목적하는 용도에 맞게 처리하는 화학반응의 한 수단이다. 연구자에게는 별로 친숙하지 못하였다. 용매 열 반응은 강제반응을 일으킬 목적으로 사용한다. 반응용기의 제작이 어려워 선진국에서만 연구가 수행되어 왔다.

○ 반응용기에는 처리할 금속산화물과 물을 넣는다. 용제로는 무기산, 염기 등을 사용한다. 무기산과 염기는 금속산화물의 용해도를 증가시킨다. 반응용기에 들어가는 물의 량은 반응압력을 높인다. 일정한 온도와 압력에서 충분히 용해한 반응물의 온도를 서서히 내림으로써 반응용기에는 재결정된 금속산화물이 석출하게 된다. 이것이 수열반응이다.

○ 수열반응은 러시아와 일본에서 연구가 활발하게 수행되고 있다. 수열반응을 수행하는 목적은 금속산화물의 결정구조 변경과 단결정 성장을 위하여 수행한다. 수정은 수열반응의 대표적인 산물이다. 청색발광체 ZnO도 수열방법으로 만들어진다. 지상의 수열 층에서 나오는 광물은 태고에 수열반응에 의하여 만들어진 것이다.

○ 용매를 물 이외의 유기용매로 사용하여 만들어진 방대한 세라믹자료가 알려져 있다. 기능성 미세입자의 다양한 결정구조를 이 논문은 독자에게 제공하고 있다. 용매 열 합성을 이용하면 반응조건을 다양하게 설정할 수 있는 이점이 있다. 무정질을 결정체로, 결정체를 다형질로 바꿀 수 있어 신 물질을 용이하게 발견할 수 있다.

○ 기능성 신 재료는 우리에게 절실하다. 기능성 특이 재료를 쉽게 합성하는 방법은 용매 열 반응이라고 본다. 흑연을 강제로 누르면 다이아몬드가 나오듯이 이 분야의 연구는 화학이나 재료를 하는 연구자에게는 추천할 만한 내용이라고 본다. 한국에서도 1960년대 후반에 부산대학교 물리학과에서 수열합성을 수행한바 있다.

저자: Saburo HOSOKAWA, Masashi INOUE
자료유형: 학술정보