풀 칼라 발광 탄소 점

전문가 제언

○ 탄소 점(CD)는 10nm이하의 크기를 갖는 탄소 원자로 구성된 입자를 일컬으며 일명 탄소 양자점이라고도 한다. 2004년 Xu 연구진에 의해 형광을 띄고 있는 CD가 카본 나노튜브 제조 시에 우연히 발견되었다. 이때부터 발광성 CD에 대한 관심과 연구가 폭발적으로 증폭되고 있다. 기존의 각광을 받고 있는 발광성 CdS 양자점에 비하여 CD는 낮은 독성을 나타내면 화학적으로 매우 안정한 특성을 가지고 있다. 이러한 장점 때문에 CD는 광전자 디바이스, 광 촉매, 센싱 및 탐침제, 약물 전달체 등에 활용될 수 있는 차세대 양자점 발광체로 각광을 받고 있다.

 

○ 국내？외적으로 많은 연구들이 수행되고 있다. 국내에서의 연구 현황을 보면, 건양대학교 김도경 연구팀은 수용액 상태에서 고 발광성 CD의 합성, 부경대학교 문병기 연구팀은 CD를 이용한 백색광 LED의 제작, 포항공대 이시우 연구팀은 CD의 표면 개선을 통하여 다양한 색상을 발광하는 탄소 양자점의 개발, KIST 배수광 연구진은 후처리 공정이 필요치 않는 간단한 CD 합성법에 대하여 발표했다.

 

○ CD의 합성법은 크게 두 가지로 구별할 수 있다. 하나는 top-down (하향식) 접근법으로 아크-방전, 전기화학적 산화, 레이저 삭막 등이 이에 해당되며, 크기가 큰 탄소 클러스터를 잘게 부서뜨려 CD를 제조하는 법이다. 다른 하나는 bottom-up (상향식) 접근법으로 수열법, 열분해법, 초음파법, 산 탈수소화 반응 등이 이에 해당되며, 전구체의 화학반응을 통하여 CD를 제조하는 법이다. 이들 방법 중에서 발광성 CD 제작에는 수열법과 마이크로파 이용 열분해법에 의해 one-stop으로 제조할 수 있다.

 

○ 요소(urea)와 p-phenylenediamine 전구체의 수열반응은 크기가 일정하지만 풀 칼라를 발광을 하는 CD들을 제공하는 매우 편리한 제조방법을 제공한다. 칼럼 분리에 의해 각기 발광 색상이 다른 CD들을 분리하였으며, 반응 중에 생성된 중간체 중에서 카르복실기의 표면 결합 정도에 따라 PL의 색상이 결정되고 있다. 이 합성법은 발광성 CD의 양산에 매우 응용하며, 차후 응용 소재로의 활용에 기대된다.

저자

H. Ding, S.-B. Yu, J.-S. Wei, H.-M. Xiong

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

10()

잡지명

ACS Nano

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

484~491

분석자

강*길

분석물

• 풀 칼라 발광탄소점.pdf [499,459 byte]

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