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산화아연 나노입자의 재료설계

전문가 제언: ○ 산화아연은 광물자원이 비교적 풍부하며 안료, 고무 가황제, 인쇄잉크, 화장품, 의약품, 치과재료 등에 오래 전부터 사용되어 왔다. 최근에는 반도체, 광 재료, 압전성, 자외선 차단제, 촉매, 센서, 배리스터 등 다양한 용도가 개발되어 새로운 소재로 주목받고 있다.

○ 이 제품의 특징은 높은 투명도와 UV-B 영역뿐만 아니라 UV-A 영역도 흡수하는 자외선 차폐 능력을 가지고 있다. 또한 제조 시에 응집이 적으며 분산성이 높아 낮은 제조비용으로 고품질의 제품을 실현하고 있다.

○ 산화아연 나노입자를 합성하는 방법은 다른 금속산화물 나노입자 합성과 크게 다르지 않다. 주로 물리적 증기전달에 의한 이온결정 성장을 바탕으로 하는 물리적인 방법과 유기금속 화합물의 가수분해를 기초로 하는 졸-겔법이 있다.

○ 실제 화학기상 증착법(CVD), 레이저 어블레이션(Laser ablation), 이온삽입, 레이저펄스 증착과 화학적 습식법으로 졸-겔 프로세스, 유기금속화합물의 산화반응에 의한 열분해 방법 등이 있다. 실제 상용화를 위해서는 대량으로 생산이 가능한 간단한 프로세스 개발이 필요하다.

○ 이 문헌에서는 산화아연의 나노입자화에 따른 분산성 악화대책이나 반응성을 억제하기 위한 표면처리에 대하여 설명하고 있다. 또한 산화아연의 반도체 성질에 투명성을 부여하기 위해 나노 반도체 입자 설계에 대하여 기술하고 있다.

○ 국내의 경우 ZnO 관련 나노 재료연구는 연구소, 대학 등에서 기초연구를 하고 있고 성과물이 발표되고 있다. 다만 연구이력이나 연구비 한계로 광소자 전반에 걸쳐 연구가 진행된 것은 아니고 실제 수요와 시장이 존재하는 광통신 소자에 많이 집중되어 있다. 향후 실용화에는 용액법에 의한 대량 합성공정의 실현이 중요할 것으로 보이며 관련 연구자들의 관심과 노력이 요구되고 있다.

저자: Keita Kobayashi
자료유형: 학술정보