광기능성 실리카유리 전구체용 매크로 다공질 실리카겔의 졸겔합성

전문가 제언

○ 졸-겔법은 유리를 비롯한 세라믹 재료의 새로운 제조방법이며, 액상에서 출발하는 금속화합물(alkoxide)을 상온에서 고화(겔)시킨다. 이것을 비교적 저온에서 열처리하여 유리 등을 제조할 수 있다. 유리의 경우 기존의 용융법에 비해 온도가 낮으며 재료의 균질성, 고순도와 상분리가 용이한 유리를 제조할 수 있다.

 

○ 졸-겔법에 의한 실리카유리 제조에서 중요한 점은 용액합성, 건조된 겔의 미세구조 조정과 적합한 열처리 공정이다. 겔의 미세구조는 상호연결된 기공으로 둘러싸인 silanol기로 연결된 일종의 산화물 골격구조를 하고 있다. 이 미세구조에 영향을 미치는 요인으로는 산성촉매와 염기성 촉매의 역할을 들 수 있다. 일반적으로 소량의 산성촉매 첨가는 치밀한 구조의 겔을 형성하나, 염기성 촉매는 큰 입자로 구성된 조직을 나타낸다. 그러나 겔은 건조 시에 균열발생과 소성에서 발포하거나 유리 중에 수분이 잔류하는 문제를 가지고 있다.

 

○ 이 문제는 전구체가 되는 실리카겔의 작은 세공지름을 크게 할 수 있으면 경감할 수 있다. 또한 실리카겔의 졸-겔 합성에서 필수 원료는 실리카 알콕사이드와 물이며, 그 외 알코올 등의 여러 가지 재료가 첨가된다. 이 연구에서는 알코올을 사용하지 않는 실리카유리 전구체용 매크로 다공질 실리카겔의 합성과 이을 이용하여 광기능성 유리를 합성하는 연구에 대한 것이다.

 

○ 국내에서도 졸겔법에 대한 연구는 상당히 많이 수행되었고, 실리카겔의 합성에 관한 것이 주류를 이루고 있다. 또한 국책연구 과제도 2000년 이후 40여건이 진행되었으며, 주로 실리카겔의 이용에 것이 많다. 졸-겔공정을 이용하면 SiO2를 중심으로 하는 2성분계 외에 다성분계 겔도 제조할 수 있다. 또한 희토류 원소를 첨가한 광학재료, 유기재료와 복합화한 유기무기 복합재료를 제조할 수 있다. 향후 실리카 에어로졸과의 하이브리드화에 대한 연구나 특수 광학재료에 대한 실용화 연구로 제품화가 이루어지기를 기대한다.

저자

Koichu kajihara

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

31(117)

잡지명

ニュ－ガラス

과학기술
표준분류

재료

페이지

7~11

분석자

김*환

분석물

• 광기능성 실리카유리 전구체용 매크로 다공질 실리카겔의 졸-겔합성.pdf [511,537 byte]

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