| 초록 |
입자크기가 50 nanometer 이하의 나노size 초미립자들은 신소재로서 많이 활용되고 있다. 나노입자들은 입자크기가 매우 작아 단위 무게당 표면적이 일반적인 미분체에 비해 매우 증가하게 된다. 이러한 표면적의 증가는 촉매로서의 활성과 센서로서의 감응도를 증가시키게 된다[1]. 이러한 우수한 특성을 지니는 나노 재료들 중에는 대표적으로 쓰이는 것이 TiO2이며 더욱 기능을 향상시키기 위하여 많은 개선 방법들이 연구되고 있는데 입자표면의 전자를 보다 효과적으로 분리시키며 촉매적 성능의 향상을 시킬 수 있는 광선의 파장영역을 넓히고, active site 와 표면적을 효과적으로 조절하기 위한 노력으로 Si와의 복합화에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. TiO2와 SiO2의 복합입자를 제조할 때 성분비, 결정형, 입자의 크기, 성분의 복합된 구조를 제어하여 넓은 스펙트럼에서 다양한 기능을 가진 나노 입자를 얻는다. 기상 관형반응기(tubular reactor)에서 전구체 유입 성분비와 온도를 바꾸고, 전구체 알콕사이드와 물 증기의 혼합 방식을 조절함으로써 위의 특성을 넓은 범위에서 제어하여 다기능의 입자를 제어할 수 있다. 입자의 크기는 25에서 80nm 사이에서, 그리고 굴절률은 1.4에서 2.5에 이르는 범위를 얻을 수 있으므로 user의 주문에 맞도록 다양한 나노입자의 굴절률과 입도를 가진 입자를 임의로 얻을 수 있다. 이들 입자는 성분의 입자내 분포가 core-shell, mixed type 등으로 바뀜으로 입자의 consolidation, 또는 분산에 필요한 기능을 갖출 수도 있다. 따라서 이 나노입자재료는 다양한 반사율을 가진 반주름(antiwrinkle) 화장품 재료, 안경의 다초점렌즈 코팅재료, 건물과 자동차의 에너지 절약형 유리 코팅 재료, 태양에너지 집열판 재료, 나아가 optoelectronics의 waveguide 재료에 이르기까지 큰 시장이 형성될 수 있다. 이 나노입자재료는 굴절률에 국한되지 않고 재료 고유의 광촉매능, UV차폐능 등의 기능성 역시 넓은 범위에서 추가로 부여할 수 있으므로 재료의 부가가치를 극대화할 수 있어 표면 자체정화(self cleaning), 광촉매, sunscreen 등의 능력을 가진 함께 갖춘 다기능성(multifunctional) 재료 입자로서의 용도를 더욱 넓힐 수 있을 것이다. 본 연구에서는 기상가수분해 반응에 의해 TiO2 SiO2 복합 2성분 나노입자를 제조한 후 광화학적 특성 평가 및 화장품산업의 적용을 위한 다양한 굴절률 실험을 수행하여 그 결과들을 고찰하였다. |
