초임계법에 의한 유기수식 나노입자 합성과 유기무기 하이브리드 재료개발

전문가 제언

○ 인계점을 넘어선 온도 · 압력상태의 물인 초임계수에는 상온 물에 없는 유용한 성질이 많다. 이 성질로 이제까지 합성이 어려웠던, 본래 트레이드오프(trade off)의 관계에 있는 성질을 가진 유기 · 무기 하이브리드 재료의 개발이 가능하다. 이 기고에서는 초임계(supercritical)수열합성법의 특성을 설명한다. 또한, 이 방법이 유기표면 나노입자 합성으로 전개와 더욱 새로운 하이브리드재료의 개발 사례를 설명하였다.

○ 374℃이상, 더욱이 압력 22.1 MPa이상 상태의 물을 초임계수라고 한다. 이 상태에서 금속염 수용액의 평형은 산화물 측으로 이동한다. 이 평형 이동을 이용하는 것으로 금속산화물은 수열합성 한다. 기고자 등은 초임계 수열합성장으로 in-situ 유기 수식(modification)법을 제안하였다. 특히, 고 초임계장에서는 금속염 수용액과 수식제를 고농도로 균일상으로 할 수 있기 때문에 유기수식 나노입자 합성이 가능하다.

○ 합성한 데칸산 수식 CeO2 나노입자를 SEM으로 관찰한 결과, 평균 입자경은 7nm로서 6면체상의 나노입자가 얻어졌다. 입자 경으로 부터 표면 수식기의 밀도를 평가할 경우, 표면 Ce금속에 대해 50%정도 결합하고 있다. 탈리 온도는 400-500℃이고 표면 수식기의 입자에 강한 결합을 확인하였다.

○ 향후 초임계 유체기술을 이용한 유기무기 하이브리드 재료로서 질화붕소(BN)나 TiO2·ZrO2의 유기수식 나노입자는 폴리머를 분산시켜서 각각 고열전도 재료, 고 굴절률 제조 등의 응용에 기대된다. 국내에서도 일본 정부기관과 대학주도하에 기업과 초임계 나노재료개발 컴소시엄과 같은 희소금속 대체 재료의 연구가 필요하다.

○ 현재 반도체 연마제등으로 사용되는 금속계와 산화계의 Fumed CMP(화학적기계연마)슬러리는 미국의 CMC와 히타치가 시장을 선점하고 있고 제일모직에서도 Fumed와 금속계 텅스텐을 생산하고 있다. 국내 업체들은 10 나노크기의 공정 수요가 큰 세리아 CMP 슬러리를 겨냥해 케이씨텍, 동진쎄미켐 등이 제조하고 있으며 최근에 삼성전자시스템 LSI는 국산화에 서두르고 있다.

저자

Nobuaki AOKI et al.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

49(5)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

191~196

분석자

이*복

분석물

• 초임계법에 의한 유기수식 나노입자 합성과 유기무기 하이브리드 재료개발.pdf [351,007 byte]

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