코어 셸형 입자에 의한 콜로이드 결정의 고정화와 구조색 도료로의 응용

전문가 제언

○ 나노크기로 구성된 단분산 입자가 결정격자 상에다 규칙적으로 배열한 것이 콜로이드 결정(colloidal crystal)이다. 근년에 이들 결정은 차세대의 광 디바이스에 응용이 기대되는 광 결정(photomic crystal)이나 회절 파장의 시프트를 이용한 센서 등의 재료로서 주목이 집중되고 있다.

○ 광 결정은 굴절률이 다른 재료가 주기적으로 배열한 구조체이고 Bragg 회절하여 특이한 광학특성과 기능을 가진다. 광학 결정은 주기성이 있으면 막이나 격자상이든 적합한 여러 가지 구조가 있다. 콜로이드 결정도 입자와 그 이외(틈새 부분)의 주기배열이 있는 광 결정의 일종이다.

○ 이와 같은 결정으로부터 도입한 색은 구조색(structure color)이라고 부른다. 특히, 색소가 없이 물리적인 미세한 배열구조로서 특정 파장의 광을 반사에 의해 발색하는 현상이다. 통상 콜로이드 결정에는 입자 간에 결합이 없어 적은 자극에도 취약하므로 결정구조의 고정화가 큰 과제로 되어 있다.

○ 저자는 본고에서 간편하고 실용화가 가능한 코어 셸형 입자설계에 의한 콜로이드 결정의 고정화 방법을 제안하였다. 유화중합으로 설계한 막은 틈새가 없는 막 중에 코어 입자가 규칙 정연하게 배열하고 있고, 좋은 구조색을 발하는 견고한 막을 제작할 수 있다. 또한 에멀션 입자경과 구조색의 최대 반사파장의 관계는 상관성이 있고 입자경 제어에 의해서 구조색을 설계하는 것이 확인되었다.

○ 그러나 광 디바이스의 재료로 이용하기 위해서는 대면적의 3차원 주기구조와 나노크기의 결정구조의 안전성을 향상시킬 필요가 있다. 또한 코어부와 셸부의 굴절률의 차를 크게 하는 것도 요구된다. 한편, 도료 등의 색재로는 색 설계 및 제조 기술이 가능하다. 이들은 지금까지 없는 새로운 색조를 창출하는 코팅 소재로서 앞으로 실용화를 위한 개발이 더욱 기대된다.

저자

Katsuaki KIDA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

46(5)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

198~202

분석자

이*복

분석물

• 코어 셸형 입자에 의한 콜로이드 결정의 고정화와 구조색 도료로의 응용.pdf [333,392 byte]

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