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거시다공성 바이오메탈의 나노구조: 설계, 특성, 그리고 응용

전문가 제언: ○ 금속입자를 이용해서 특이한 다공성 구조를 형성하는 방법을 Acc. Chem. Res. 2008년도 저널에 기고한 내용이다. 다공성 구조의 종류를 마이크로, 중간형, 거시 다공 구조물로 나누어 구조작성을 시도하는 기술을 소개하고 있다. 작성한 구조물 재료는 촉매, 광학, 센서, 전극, 기판 등에 응용한다.

○ 바이메탈을 사용하여 다공성 나노구조를 만드는 연구는 1990년대 후반부터 학계에 알려지기 시작하였다. 정밀하게 만들어진 다공성재료의 용도는 넓으나 아직 활발한 연구는 이루어지지 않고 있다. 저자가 제시하고 있는 거시다공성 나노구조의 제조기법도 아직은 불확실한 수준이고 모색하는 단계로 보인다.

○ 실리카 콜로이드의 결정 주형을 바이메탈 나노입자의 진한 수용액에 담근다. 바이메탈 나노입자가 콜로이드 주형의 틈새로 침투하여 들어가서 실리카구체주위에 다공구조를 형성하게 된다. 다공성 구멍은 침전한 금속을 용매를 통하여 자유롭게 이동하도록 한다. 일정한 시간이 지나면 공간이 거의 금속 나노입자로 채워지는 것이다.

○ 기능기-NH₂, -SH, -COOH를 말단에 가지고 있는 분자를 사용하여 실리카의 구체모양을 변경한다. 실리카의 모양에 맞는 금속 나노구조가 형성하게 된다. 금속입자의 수용액 농도와 담그는 시간에 따라 다공성의 치밀 정도가 다르게 된다. 원리적으로는 가능하다고 본다. 구체적인 조건을 정량적으로 제시하지 않고 있다.

○ 나노구조에 대한 물리적 특성 때문에 제조와 그에 대한 응용연구가 현재 활발하게 이루어지고 있다. 논문의 내용을 보면 나노입자를 제조하는 하나의 방법을 제시하는 수준이다. 실리카졸의 담체 형틀과 금속입자 간의 함수관계가 더 규명되어야 한다. 앞으로 나노설계의 발전에 크게 기여할 것으로 본다.

저자: Lu, L; Eychmuller, A; AF Lu, Lehui; Eychmueller, Alexander
자료유형: 학술정보