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첨단기술정보

철산화 세균을 모방한 공정에 의한 다양한 산화철의 합성과 응용

전문가 제언: Biominerals(생광물, Bm)는 생물이 합성하는 무기광물이며, 칼슘의 탄산염, 인산염, 수산염, 그리고 규소의 산화물 및 철의 산화물, 황화물, 탄산염, 인산염 등이 알려져 있다. Bm은 상온, 상압의 수용액 중에서 형성되기 때문에 합성 시 환경부하가 매우 작을 뿐만 아니라 nm~macro 단위로 계층적으로 디자인된 구조체로서 우수한 기능성을 갖고 있다. 근년 이와 같은 Bm의 합성공정과 계층구조의 모방과 유효활용은 재료과학에서 중요한 테마가 되고 있다.

어떤 생물은 세포의 내외에 산화철을 형성한다. 자성세균이나 다판류(poly-

placophora)는 체내에 마그네타이트(Fe3O4)를 만들며, 지자기의 검출이나 이발의 강도향상에 이용되고 있다. 또 철산화 세균은 세포외에 각종 산화철을 형성한다. 그 조성과 결정상은 수중의 Fe2+농도, 용존 산소량, pH 등의 외부환경과 세균의 종류에 따라 다르며, 5Fe2O3？9H2O, α-FeOOH, γ-FeOOH, Fe3O4 등이 있다. 이와 같은 세균에서는 생체 고분자와의 상호작용으로 Fe2+의 산화가 조절된다고 생각한다. 또 100m2/g 이상의 고비표면적을 갖는 산화철이 합성되는 경우도 있어 촉매의 고정화 담체나 안료 등으로의 응용이 검토되고 있다.