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철산화물 나노입자의 합성과 형태제어

전문가 제언: ○ 산화철은 조성과 구조에 따라 산화철(Ⅱ)(FeO, 산화제1철), 사산화삼철(Fe3O4), 산화철(Ⅲ)(Fe2O3, 산화제2철)로 나누어지며 산화철(Ⅲ)은 다시 α, β, γ, ε로 분류되고 Fe(OH)2와 같은 철의 수산화물도 광의로는 산화철로 취급된다. 이와 같은 산화철은 전자, 광학, 화학 등 여러 분야에서 중요한 산업용 재료로 사용된다.

○ 산화철의 공업적 제조법에는 염화철법과 황산철법이 있다. 염화철법은 주로 강판의 압연과정에서 발생하는 표면의 산화물을 염산으로 제거하여 그 폐액으로부터 부산물로 회수하는 방법이다. 황산철법은 철을 황산에 용해하여 산화철을 제조하는 방법이며 산화티탄을 정제할 때 부산물로 회수되기도 한다.

○ 산화철의 대표적인 용도는 안료이다. Fe2O3계는 적색을, Fe3O4계는 흑색을, 수산화철은 황색에서 갈색을 나타내므로 공예품이나 화장품 등의 안료로서 사용역사는 매우 길며 현재도 세계적으로 년간 30~40만 톤이 사용된다. 산화철의 색조는 제조시에 온도, pH, 입자크기, 배합성분 등에 따라 황색↔적색↔흑색의 범위에서 여러 가지 색조로 조절할 수 있어 최근에는 잉크젯 방식의 산화철 안료로도 개발되고 있다.

○ 전자정보기기나 산업기기용 자성재료인 페라이트자석의 원료도 산화철이다. 외부자계에 의하여 자성을 갖는 소프트페라이트는 자심코어, 자기헤드, AV기기, 통신기기, 오디오기기 등에 불가결한 재료이고 보자력이 큰 하드페라이트 분말은 기록매체로서 자기테이프나 하드디스크드라이브(HDD)에 이용되고 스피커나 모터 등에도 많이 사용된다.

○ 산화철의 새로운 응용으로서 주목되는 것은 의료분야이다. Fe2O3와 Fe3O4는 이미 MRI의 콘트라스트 조영제로 이용되고 있으며 최근에는 Fe3O4를 배합한 약품을 자기제어에 의하여 필요부위로 유도하는 약물전달시스템(DDS)의 이용도 연구되고 있다. 산화철은 가격도 저렴하고 형태제어에 의하여 새로운 기능특성의 창출이 가능하므로 전자, 정보, 화학, 의료 등의 첨단산업분야에서 그 응용은 더욱 확대될 것이다.

저자: Tatsuo Ishikawa
자료유형: 학술정보