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귀금속 나노결정의 결정학적 제어

전문가 제언: ○ 나노결정은 3차원 중 적어도 1차원이 100nm 미만인 단결정 또는 쌍정 형의 입자를 지칭한다. 귀금속 나노결정은 형상/입도 제어기술 면에서 지난 10년 간 괄목할만한 발전을 보였으며 플라즈모닉스(plasmonics), SERS(surface-enhanced Raman scattering), 생물학적 표지 및 영상화, 의학적 진단/치료, 촉매반응, 센서, 태양에너지 전환 등 여러 분야에서 널리 응용되고 있다.

○ 귀금속 나노결정은 물리적 또는 화학적 방법으로 만들 수 있으나 물리적 방법은 진공/고온/특수장비를 요구하므로 주로 금속염을 용액 중에서 환원시키는 화학적 방법이 이용된다. 화학적 방법은 특수장비를 필요로 하지 않고 결정형상의 제어와 대용량화에 유리하다.

○ 귀금속 나노결정의 구조와 형상은 그 성질에 큰 영향을 미치므로 그것들을 능동적으로 제어하여 응용분야를 넓힐 수 있다. fcc 구조의 귀금속 나노결정은 화학적 안정성이 크기 때문에 {100}, {110}, {111} 등의 표면에너지가 작은 결정면으로 둘러싸인 등방정으로 성장하는 경향이 있으므로 나노로드와 같이 이방성 성장을 유도하기 위해서는 특수한 방법이 필요하다.

○ 결정의 형상은 주로 종자의 쌍정형 결함의 수에 의해 결정되지만 결함이 없는 단결정도 여러 형상으로 발전할 수 있다. 결정의 안정화에 사용되는 Capping 시약도 특정 결정면에 선택적으로 흡착되어 결정의 성장과정에서 형상의 진화에 큰 영향을 미칠 수 있다.

○ 나노융합산업연구조합에 따르면 국내 나노 관련업체 수가 2010년 말에는 500여 개에 달했다고 한다. 그러나 그중 귀금속 나노결정을 제조/연구하는 곳은 없는 것으로 보인다. 학문적 차원에서의 연구는 KAIST, KIST 등에서 이루어지고 있다. 금속 나노결정에 대한 연구와 응용에 많은 발전이 있었지만, 아직도 상용화 연구는 초창기에 있으므로 국내 연구진의 많은 참여가 요망된다.

저자: Wenxin Niu, Guobao Xu
자료유형: 학술정보