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유기-무기 나노복합체 재료의 제작과 용도

전문가 제언: ○ 유기-무기 복합체물질은 유기와 무기성분의 성질 간의 상승작용과 계면영역에서 생기는 특성 때문에 그 중요성이 계속 증가되고 있다. 유기와 무기화학종 간의 서로 다른 결합의 거대한 가능성은 종래의 복합체물질들로 얻을 수 없었던 독특한 성질을 갖는 다양한 형태의 나노-복합체물질의 제작을 가능하게 했다.

○ 이 공정 중의 주된 문제는 유기화학종과 무기화학종의 서로 다른 안정성들이다. 무기시스템은 열적으로 아주 안정하고 자주 고온에서 생성되는 반면에, 대부분의 유기성분들은 300℃이하의 상위온도 한계를 갖는다. 이와 같이 유기-무기 복합시스템의 합성은 유기화학종들의 낮은 온도 제작방법에 제한되며 무기 그물구조의 생성에 보다 완만한 반응이 요구된다. 이 복합체 재료제작의 이상적인 방법은 졸-겔 공정이었다.

○ 아세트산 가용매 분해는 CH3-COO Si- 생성단계와 SiOH가 생성되고 무기중축합에 의해 -O-Si-O- 그물구조가 생성된다. 일단 생성되었다면, 겔이 된 금속산화물 그물구조는 과잉의 물, 혼합용매 및 유리된 알코올의 제거를 위해 건조되어야만 한다. 졸-겔 기법의 광범위한 응용에 대한 주된 장애는 대단히 큰 건조 부피수축이며, 이는 모든 졸-겔 기법에 존재하므로 유기-무기 나노복합체 재료의 제작과 용도 특성에 따라서 적절하게 제어되어야만 한다.

○ 물리와 화학분야에서는 X-선 결정구조학적으로 단일 상을 갖는 고용체만이 고체재료로서 인정된다. 유기-무기 나노복합체 재료는 각 성분들의 단일-상을 유지하는 다-상계물질이다. 그 다-상계재료는 고용체 생성의 여부에 무관하게 각 성분들의 적합성과 균질성의 관계로 특성 활용이 가능하므로 나노복합체 재료의 실용성이 최근 높이 평가되고 있다.

○ 유기-무기 나노복합체 재료의 방대한 제작방법과 다양한 용도는 대단히 광대하므로 재료과학과 산업발전에 크게 기여할 것으로 전망된다. 현존하는 유기-무기 나노복합체와 관련된 문제들과 단점들을 개선하여 새로운 유기-무기 나노복합체 재료들의 제작방법을 개발하고 특성들을 예측 디자인한 제품들을 생산하여 다양한 산업분야로의 활용이 바람직하다.

저자: PPG INDUSTRIES OHIO, INC.
자료유형: 특허정보