세라믹스계 나노시트와 에너지 재료에 응용

전문가 제언

○ 층상화합물을 단층 박리하여 새로운 재료를 제조하고 있으며, 그래핀에 이어서 무기 나노시트 등의 2차원 나노물질(나노시트)이 재료 분야에 등장하였다. 나노시트는 층상화합물의 기본 유닛인 층 1매에 상당하며, 1nm 정도의 분자수준의 두께와 ㎛의 크기를 가진 2차원 단결정이다.

 

○ 일본의 Sasaki 등은 층상 티탄산화물의 단층 박리에 성공하고, 이 산화물 결정을 나노시트라고 명명하였다. 연구 초기에는 산화티탄 나노시트를 LBL 방법으로 증착하여 커패시터 제조에 성공하였다. 이어 연구된 재료는 Niobate계이며, 페로브스카이트와 유사한 층상구조를 가지고 있다.

 

○ 세라믹계 나노시트의 합성법은 기계적 박리, 화학적 박리 방법의 2 종류로 대별된다. 기계적 박리는 흑연과 같이 층간이 약하게 결합하여 벽개성을 가진 층 상태 결정 박리에는 매우 적합하다. 그러나 대량 합성에는 화학적 박리가 이용되고 있다. 지금까지 운모, 육방정계 BN, 전이금속 칼코게나이트(MoS2, WS2 등), 흑인, MoO3, Bi2Sr2CaCu2O8 등과 산화티탄, 산화망간, 페로브스카이트, 수산화물 M(OH)2(M:천이 금속)의 박리 나노시트화가 보고되어 다채로운 기능성 나노시트가 제조되고 있다.

 

○ 세라믹계 나노시트는 세라믹스의 화학조성과 구조의 다양성으로 인해 전기？이온전도성, Redox 특성, 고유전성 등으로 리튬이차전지, 전기화학 커패시터, 유전체 커패시터 등에 응용이 검토되고 있다. 세라믹계 나노시트의 연구는 이제 시작단계이며, 미개척 분야이라고도 말할 수 있다. 향후 세라믹계 나노시트는 그라팬을 추월하는 특징을 가지고 있을 것이라고 기대된다.

 

○ 국내의 경우 일부 세라믹 나노시트를 활용한 MLCC에 대한 리뷰문헌이나, 질화붕소 나노시트를 이용한 복합소재 개발에 대한 연구 등이 발표되고 있다. 그러나 아직 많은 문헌이 발표되지 않고 있다는 것은 아직 연구가 시작 단계에 있다고 볼 수 있다. 그래핀 이후에 가장 주목받는 재료로 생각되는 세라믹 나노시트에 많은 관심을 가지고 연구가 진행되길 기대한다.

저자

Minoru OSADA, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

50(8)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

628~632

분석자

김*환

분석물

• 세라믹스계 나노시트와 에너지 재료에 응용.pdf [522,420 byte]

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