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초임계 수열조건에서의 유기무기 나노입자의 합성과 완전분산

전문가 제언: ○ 대부분의 물질은 삼중점도 존재하고 임계온도와 임계압력을 동시에 만족하는 임계점을 가지고 있으며 액체와 기체와 공존하여 구별할 수 없게 된다. 초임계상태에서는 상(phase)이 하나밖에 없기 때문에 자유도 2가 된다. 따라서 온도와 압력을 우리가 원하는 대로 선택할 수 있다.

○ 초임계 유체는 분자의 밀도변화가 큰 것이 특징이다. 분자의 밀도는 액체에 가깝지만 점성도는 낮아 기체에 가깝다. 또 확산이 빨라 열전도성이 물 만큼이나 높다. 이런 특징은 화학반응에 아주 유용하며, 용매로 사용하면 용질주변의 용매농도가 극히 높아지는 특이한 성질을 나타낸다. 따라서 초임계 유체는 혼합물에서 특정성분을 분리하는 능력이 뛰어나다.

○ 초임계수의 독특한 물성을 이용하여 여러 가지 기술이 개발 중에 있다. 초임계수를 이용한 폐수처리(SCWO: Supercritical Water Oxidation), 세라믹 나노입자의 제조와 추출, 화학반응, 에너지변환공정 등 다양한 분야에 응용이 기대되고 있다. 국내에서는 이미 상업적 규모로 개발이 되고 있으며 이 분야의 기술개발은 우리나라가 매우 앞서 나가고 있다.

○ 나노의 크기를 갖는 물질의 제조나 응용은 그 특이한 성질로 인해 학계와 산업분야에서 큰 관심을 모으고 있다. 나노 소재를 초임계 유체를 이용해 합성하거나 제조하기 위한 다양한 노력들이 진행되고 있다.

○ 초임계 유체의 특이한 물리화학적 성질과 환경 친화적인 특성으로 인해 앞으로 초임계장에 관한 연구개발의 진전에 따라 그간의 숙제로 남아있던 환경문제와 특이물성의 나노소재 제조의 문제가 동시에 해결이 될 수 있을 것으로 생각한다.

○ 일본에서는 정부의 주도로 탄산가스와 물을 초임계 유체로 하여 화학반응에 이용하는 기술개발을 추진하고 있다. 한국에서는 이미 상당부분 성취하고 있는 초임계 기술을 더욱 발전시켜 이 분야의 기술에서 세계를 선도하여 많은 분야의 응용에 기여할 것으로 기대한다.

저자: Tadafumi Adschiri
자료유형: 학술정보