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나노크리스탈 표면유기배위자의 역할과 구조·기능의 보텀업

전문가 제언: ○ 산화물 나노크리스탈큐브 합성은 Ce, Ba, Sr, Ti 등의 염의 수용액을 초임계상태에서 CeO2, BaTiO3 및 SrTiO3 등의 나노크리스탈큐브로 합성 한다. 합성 시에 나노크리스탈이 생성할 때 생성입자의 성장을 제어하기 위하여 이미 첨가된 carboxylioc acid나 올레인산 등이 나노크리스탈 면에 흡착되어 나노크리스탈 성장을 제어하는 기술로 기능성산화물의 나노크리스탈형과 입자의 크기 조정에 대단히 중요한 자료이다.

○ BaTiO3, SrTiO3 등의 나노입자제조는 습식제조법으로 액상환원법, 졸겔법, 역미셀법, 핫소프법, 고온고압(초임계) 수열합성법이나 유통식 급속승온수열법 등으로 나노입자를 합성하지만 대부분 구형입자를 형성하고 응집성이 항상 문제가 있다.

○ BaTiO3 등의 나노크리스탈큐브 제조는 수열법에서 나노결정산화물이 생성할 때 지방족 유기물이 나노크리스탈 면에 부착하여 입자의 성장을 제어하고 또 toluene 등의 분산제를 이용하여 분산성을 향상시켜서 나노크리스탈 큐브를 임의의 형상과 크기를 조정하는 기술로 대단히 특징이 있다. 이러한 단체 분리기술은 보통 노하우이기 때문에 회사마다 잘 공개되지 않는 기술이다.

○ BaTiO3 적층콘덴서 두께가 2000년도까지는 약 20㎛ 였으나 2000년대가 시작되면서 BaTiO3 입자가 100㎚로 초미세화 방법이 개발되면서 이 미립자를 이용한 적층콘덴서 두께가 1∼3㎛로 되어 약 20배 얇아진 셈이다. BaTiO3, SrTiO3의 나노크리스탈큐브 크기가 약 15㎚ 크기로 균일하게 생성되었는데 이 미세입자를 이용한다면 크기도 작고 성능이 우수한 디바이스가 개발되리라고 기대된다.

○ 우리나라에서는 각 연구소, 대학, 기업체에서 기능성 세라믹산화물연구는 산화물복합화, 미세화, 분산에 의한 단결정화 등은 많이 연구개발하고 있으나 임계압수용액 중에서 지방산이나 톨루엔 분산제 등을 이용하여 산화물 나노크리스탈큐브 형상을 임의로 합성하는 방법은 보이지 않는다. 이 계통도 발전이 있기를 기대한다.

저자: Kazumi KATO
자료유형: 학술정보