두께 0.3mm의 세라믹스 시트 적층물로서가 아닌
한장의 박리된 형태로 양산하는 기술개발
물질·재료연구기구의 佐久木高義 주임연구원 등은 두께 약 0.3mm의 세라믹스 시트를 적층물로서가 아니라 한 장의 박리된 형태로 양산하는 기술을 개발했다. 시작한 것은 광촉매 기능 등을 가진 산화티탄의 박리나노시트. 우선 세시움과 티탄 분말을 섞어 굽고, 티탄 원자와 산소원자로 된 나노시트 사이에 세시움 원자가 끼워진 층상의 산화물을 만든다. 이것을 염산용액에 담그면, 세시움 원자가 수소원자로 바뀌고, 다시 유기 아민의 수용액에 넣어 반응시키면 4급 암모니움 이온으로 바뀐다.
4급 암모니움 이온은 세시움 원자보다 상당히 큰 분자이므로, 적층되었던 사화티탄의 나노시트가 서로 멀리 떨어져, 용액 속을 부유하게 되므로 이것을 박리나노시트로 꺼낸다. 얻어진 나노시트를 직경 수 백 ㎚ 정도. 나노테크 소재의 대표라고 하는 60개의 탄소원자로 된 플라렌(직경 약 1㎚)보다 얇다.
산화티탄은 지금까지 구상의 나노 미립자를 얻을 수 있었으나, 크기가 일정치 않아 결정구조가 반드시 일정하게 정돈되지 않았다. 한편, 산화티탄은 박리나노시트는 고른 원자배열이 유지되고 두께가 일정하므로 「상당히 균일하며 고품질의 소재로 이용할 수 있다」(佐久木 주임연구원). 광촉매로서 생각하면 나노시트 쪽이 블록상의 재료보다 단파장의 자외선과 반응할 수 있는 등의 특성이 있어 응용의 가능성이 넓다.
佐久木주임연구원 등은 이밖에 전극재료로서 기대되는 망간 산화물이나 니온브 산화물 등의 박리나노시트도 같은 방법으로 만들고 있다. 분말원료를 기초로 고가의 설비 등이 필요치 않고 용액의 화학반응으로 양산할 수 있으므로, 여러 가지 조성의 박리나노시트를 시작하여 특성을 조사하면 지금까지 알지 못했던 기능을 가진 나노테크 신소재가 탄생할 가능성이 있다. (CJ)
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