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고주파 플라스마 법에 의한 나노입자 제조

전문가 제언: ○ 나노입자의 제조방법을 크게 구분하면 기상법과 액상법이 있으며 생성된 나노입자의 불순물과 결정성이라는 관점에서는 기상법이 적당하다. 기상법에 의한 나노입자 제조방법에는 분무열분해, 화염방법, 고주파 플라스마법 등이 있다.

○ 열 플라스마에 의한 나노입자 합성에는 요구되는 나노입자 특성에 따라 원료와 플라스마 가스의 선택 자유도가 크다. 고주파 열 플라스마를 이용한 나노입자 합성방법에는 분체원료를 플라스마 중에서 증발시켜 증기를 기상 중에서 냉각·응축하는 방법과 플라스마에서 얻어진 고온증기의 냉각과정에서 화학반응이 일어나도록 하는 방법이 있다.

○ 고주파 열 플라스마는 전극을 사용하지 않는 방전으로 전극물질이 불순물로서 플라스마 중에 혼입되지 않는 장점이 있다. 그러나 전극을 사용하지 않는 방전은 외적 교란에는 민감한 결점이 있기 때문에 고주파 열 플라스마를 이용하는 경우에 토치 내에 도입되는 반응물질에 의해 플라스마가 불안정하게 되지 않도록 반응물질의 양이 한정된다.

○ 고주파 열 플라스마에 의한 여러 가지 나노입자 분말 제조가 가능하나 일부 나노입자 분말을 제외하고는 공업적 수준의 용도에 확대되지 못하고 있다. 나노입자의 기능을 충분히 발현시키기 위해서는 입자의 합성뿐만 아니라 응집·분산상태 제어, 도포·폴리머 등과 복합화에 의한 성형·고정화 처리와 접합 등의 몇 단계의 프로세스가 필요하다.

○ 플라스마를 이용한 나노분말 제조는 경제적으로 대량 합성할 수 있는 환경 친화적 공정이라 많은 관심이 있는 분야이다. 국내에서도 이와 관련한 연구는 국책과제로 연구가 되었다. 또한 여러 기관에서 특허도 출원되어 있다. 향후 플라스마 특성에 대한 체계적인 이론 정립과 기초연구가 필요하므로 학제간 및 산학연간의 유기적인 협동이 필요하다고 생각된다.

저자: Fujii Dakashi
자료유형: 학술정보