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기능성 섬유에 있어서 나노입자의 응용

*병*
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최초 등록일
2007.09.10
최종 저작일
2007.08
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소개글

나노 입자는 입자의 표면 대 질량의 비율이 증가되어 단위 질량당 표면적이 증가되어 입자의 성능이 향상되고 입자의 융점이 감소되는 등 물성이 변화되며 입자의 색상까지 크기에 따라 변화되는 등 큰 입자의 경우와는 다른 성질을 나타낸다. 일례로 Fig. 2는 촉매로 많이 이용되는 백금(Pt) 입자에 있어서 입자의 직경이 변함에 따라 입자내 존재하는 전체 백금 원자에서 입자 표면에 존재하는 백금원자의 백분율을 보여주고 있다. 백금 입자의 직경이 5㎚인 경우 전체 원자의 28%가 표면에 존재하게 된다. 또한 표면에 존재하는 원자들은 원자들간 상호작용이 unbalanced 되어 입자 내부에 존재하는 원자보다 105 ~ 107배 높은 에너지를 갖고 있어 내부 원자들이 입자 전체 특성을 결정하는 bulk 물질과는 매우 다른 현상을 보여준다. 따라서 나노 입자들은 벌크 입자와는 다른 독특한 광학적, 자기적, 전기적, 촉매적 특성 때문에 촉매, 센서, 정보기를 매체, 연마제(Chemical-Mechanical Polishing 포함), 향균/살균제(Silver 입자), 사진 필름용 감광제, 페인트, 잉크, 섬유 염료, 화장품, 세라믹, 전자파 차폐 필름, 전자파 차폐용 TV/컴퓨터 모니터 코팅, display 분야 등 여러 산업에 이용되고 있으며 이 때 입자의 성능은 입자의 크기와 크기 분포에 커다란 영향을 받는다. 나노금속 입자 제조 및 응용기술은 나노금속 입자의 제조, 표면개질, 분산, 응용기술을 포함하며 이들은 나노 세라믹 입자, 나노 고분자 입자, 나노 유기(의약품, 염료) 입자 등과 함께 나노입자 기술의 핵심이 되는 기술이다. 또한 나노입자 기술은 나노구조 소재, 나노 device 제조 기술 등과 함께 미래 첨단소재로 각광 받고 있는 나노기술의 일부이다.

목차

1. 서 론
2. 국내외 기술동향 및 수준
3. 나노입자의 제조방법
3-1 Top-down Method
3-2 Bottom-up Method
3-3 계면활성제의 흡착특성을 이용한 나노입자 제조
3-4 계면활성제 회합체를 이용한 나노입자 제조
3-4-1 역상 마이크로 에멀젼을 이용한 미세입자 제조
3-4-2 미셀 수용액에서의 폴리 아닐린 합성
4. 기능성 섬유의 분류
5. 결 론

본문내용

나노기술 분야 선진국인 미국, 독일, 일본 등에서는 1990년대말 국가적 차원의 연구지원 정책을 수립하여 집중적인 연구활동을 기획하고 있으며, 차세대 신기술의 선점을 위한 다각적인 노력을 기울이고 있다. 미국은 21세기 자국의 번영을 계속 유지할 수 있는 차세대 산업으로 나노산업을 선정했다. 국가과학기술위원회와 백악관 과학기술정책실의 면밀한 검토를 거쳐 클린턴 대통령은 올해 초 정부 주도로 대규모의 예산을 나노테크놀로지에 투자하는 내용을 골자로 하는 NNI(National Nanotech-nology Initiative) 계획을 발표했다(관련 웹싸이트 http://www. nano.gov). 우선 2001년도 나노테크놀로지에 대한 미국 정부의 연구지원 예산은 5억불로써 이는 금년도 예산대비 83%나 증액된 것이다. 특히 주목할 사항은 NNI 계획에 참여하는 정부 기관이 다양하다는 점이다. 미국 과학재단(NSF)을 필두로 국방성, 에너지성, 국립보건원(NIH), 우주항공국(NASA), 그리고 상무성이 참여하고 있다. 이는 나노테크놀로지가 소수의 분야를 뛰어넘어 산업 전반에 걸쳐 새로운 산업혁명을 가져올 것을 시사한다. 그 중에서도 나노금속 입자 기술을 포함하는 나노입자 재료 기술은 21세기 첨단산업의 근간이 되는 핵심기술로서 나노기술의 중요한 부분을 차지하고 있다. 1998년 미국의 세계기술 평가 센터(WTEC)에서는 세계 나노기술에 대한 조사 연구를 실시보고 하였는데, 이 보고서에서 나노입자 재료기술의 개념을 “벽돌쌓기”에 비교하여 Fig. 3과 같이 나타내었다(by siegel, a pannel head of WTEC study). 즉 원자제어를 통해 나노구조를 갖는 재료를 제조하고 이들의 구조특성에 따라 다양한 기능의 성능 향상을 도모한다는 것이다. 이 중 가장 넓은 응용 범위를 갖는 것이 기능재료이다. 나노입자 재료는 전자기, 광학, 촉매, 센서, 저장, 생체 등의 다양한 응용분야에서 높은 성능을 나타내므로 21세기 첨단 신소재 산업을 주도할 핵심재료이다.

참고 자료

오 성 근, 21세기의 한국섬유산업, 한국섬유공학회, 2001.
*병*
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