무기실 A+ 레포트 4번 실험 Synthesis of iron oxide nanoparticle 결과레포트

소개

무기화학실험 A+, 해당 레포트 만점받았습니다.
장치 사진, 실험 과정 사진, UV-Vis spectrum, SEM, TEM 사진, XRD 패턴, hysteresis curve 등 사진 자료도 다양하게 포함하고 있습니다. 특히 SEM이나 TEM 사진은 제공되는 양이 방대하며, 배율 별로 적당한 사진을 찾는 것이 힘든데, 저는 사이즈 별로, 해석하기 용이한 부분의 사진들을 찾아 정리해두었습니다.
더불어 추가 고찰에서 연구 사례 및 응용 분야와 합성 방법 조사 부분은 작성을 위해 논문을 여러 개 찾아야하는데, 이 부분 참고하시면 편하게 작성하실 수 있을 것 같습니다. 해당 논문들은 아래 참고문헌에 표시하지 않았으나, 레포트 참고문헌에는 적어두었습니다.

목차

1. Title
2. Object
3. Principle
4. Materials
5. Procedure & Observation
6. Result
7. Discussion
개인고찰
추가고찰
1) NH4OH를 과량 사용하는 이유
2) Heating하여 반응시키는 이유
3) 자성 나노 입자에 대한 다른 연구 사례 및 응용 분야 조사
4) Fe3O4 NPs 다른 합성 방법 조사
8. Reference

본문내용

1. Title: Synthesis of iron oxide nanoparticle
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Name: Co-worker:

2. Object 산화철 나노입자를 합성하고, 그 물리적 특성과 자기적 특성을 탐구하며 다양한 응용 방향에 적합하도록 개선 방안을 모색한다.

3. Principle
철 나노 입자는 drug delivery system, MRI 등 다양한 분야에서 핵심 물질로 사용되지며, 작고 균일한 크기의 입자일수록 균일한 배열이 가능하고, 고밀도 저장 장치에 이용이 가능하기 때문에 응용성이 크다. 하지만, 입자의 표면 상태가 지속성과 독성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 입자 표면 개질을 통해 생체 호환성과 분산성을 향상시킬 수 있다. 철 나노 입자는 합성에서 precursor의 종류와 농도, 온도 조건 등에 따라 입자의 모양, 크기, 배열, 결정성 등이 결정된다.

철 나노 입자의 자기적 특성
철 나노 입자는 초상자성(superparamagnetism)의 특성을 가지고 있다. 보통의 상자성체에서는 짝을 이루지 않는 전자 스핀이 무질서하게 배열되어 있지만, 외부 자기장이 가해지면 부분적으로 스핀들이 정렬되어 자화가 유도된다. 반면, 입자의 크기가 약 100 Å 이하로 매우 작아질 경우, 입자 내의 모든 스핀이 한 방향으로 정렬되어 가지런한 형태를 이루게 된다. 이때 개별 입자는 하나의 거대 스핀처럼 거동하지만, 입자의 크기가 작으므로 열에 의해 스핀의 방향이 쉽게 변할 수 있다. 따라서 이러한 나노 입자는 외부 자기장이 인가되면 순간적으로 자화되지만, 자기장을 제거하면 스핀의 방향이 무질서하게 바뀌어 잔류자화(remanent magnetization)를 유지하지 못한다. 이러한 현상을 초상자성이라고 하며, 이는 일반 자성체와 달리 자화가 쉽게 형성되고 사라지는 특성을 가진다.

참고자료

· No, Dong-Yoon. 무기화학실험, 파주: 자유아카데미, 2024, 239-244
· Berger, Patricia E., Nicholas B. Adleman, Katie J. Beckman, Dean J. Campbell, Arthur B. Ellis, and George C. Lisensky. “Preparation and Properties of an Aqueous Ferrofluid.” *Journal of Chemical Education* 76, no. 7 (1999): 943–948.
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· https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
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· Sun, Shouheng, Hao Zeng, David B. Robinson, Simone Raoux, Philip M. Rice, Shan X. Wang, and Guanxiong Li. “Monodisperse MFe₂O₄ (M = Fe, Co, Mn) Nanoparticles.” Journal of the American Chemical Society 126, no. 1 (2004): 273–279. https://doi.org/10.1021/ja0380852.
· Asab, Goshu, Enyew Amare Zereffa, and Teshome Abdo Seghne. “Synthesis of Silica-Coated Fe₃O₄ Nanoparticles by Microemulsion Method: Characterization and Evaluation of Antimicrobial Activity.” International Journal of Biomaterials 2020 (2020): Article ID 4783612. https://doi.org/10.1155/2020/4783612.