산화티탄 광촉매의 산화반응과 동시에
환원반응도 이용할 수 있는 재료개발, 표시 디바이스 등으로 전개
東京대학 공학계 연구과의 藤嶋昭 교수, 大古善久 조교는 산화티탄 광촉매의 산화반응과 동시에 환원반응도 이용할 수 있는 재료를 개발했다. 다공질의 금속산화물 막을 겹쳐놓고, 전해액을 침투시킨 모듈을 사용하면 산화티탄과 반대 면에서 색소 등 유기물의 환원반응이 일어났다. 표시 디바이스, 조광 유리 등의 유기기능재료 이외에 가스상 물질의 전해분해반응에도 활용할 수 있을 것 같다.
산화티탄은 자외선을 흡수하면 산화, 환원의 두 반응이 일어나는데, 일반적으로는 오염이나 잡균을 분해하는 강한 산화반응으로 응용이 진행되고 있다. 환원반응은 유효하게 이용되고 있지 않은데, 유기물질이 산화분해되어 버릴 우려가 없으므로 기능재료에의 전개가 기대된다.
이번에는 유리 기판 위에 다공질 산화티탄과 산화 주석을 각각 1마이크로미터 정도로 적층. 전해액을 침투시킨 뒤에 산화 주석 쪽에 폴리아닐린 색소를 도포했다. 다음으로 자외선을 유리 기판 쪽에서 조사하면 산화티탄층에서는 물의 산화반응이 일어나고 산화주석층에서는 파란색에서 노란색으로 바뀌었다. 마스크를 통해서 자외선 조사하면 마이크로 미터 오더의 해상도로 문자표시가 가능하고 빛을 차단하면 공중의 산소로 인해 파란색으로 돌아갔다.
또 같은 구조를 가진 두께 1밀리미터씩의 적층막 페렛에서도 똑같은 변화를 확인했다. 물의 전기분해에서는 산화, 환원반응에 의해 산소, 수소를 각각 생성하도록 이 페렛 양쪽에 가스상 물질의 산화, 환원반응을 동시에 일어나게 하는 반응장치도 기대할 수 있을 것 같다. (NK)
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