[A+물리화학실험 보고서] 실험4. 은 나노입자 합성 및 광특성 분석

소개

보고서 점수 만점 및 물리화학실험 과목에서 A+을 받았습니다.

실험4. 은 나노입자 합성 및 광특성 분석

목차

1. 서론
(1) 실험 목표
(2) 실험 이론

2. 시약 및 기구, 실험방법
(1) 시약
(2) 기구
(3) 실험방법

3. 실험결과 및 고찰
(1) 실험결과
(2) 고찰

본문내용

(1) 실험 목표
- 은 나노입자를 직접 합성해보고 나노입자의 크기에 따라 다양한 색상을 보이는 광학적 특성을 분석해보고자 한다.

(2) 실험 이론
① 나노입자(nanoparticle)
- 나노입자는 일반적으로 원자보다 크고 세포보다 작은 크기로 지름이 1~100 nm 인 입자를 말한다. 나노입자는 입자의 크기나 형태에 따라 다양한 물리, 화학적 특징(강도, 전도성, 촉매활성, 광학적 특성, 자기특성 등)을 가지게 된다. 특히 Au 와 Ag는 스펙트럼의 가시영역에서 플라즈몬(plasmon) 공명을 나타내는 안정성 있는 금속 나노입자이므로 입자크기와 형태 및 표면 기능화를 정밀하게 조절하 면 전 가시 영역 스펙트럼에 걸친 색상을 얻을 수 있게 된다.

② 플라즈몬(plasmon)
- 플라즈몬(plasmon)이란, 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 말한다. 금속의 나노입자에서는 플라즈몬이 표면에 국부적으로 존재하므로 표면 플라즈몬(surface plasmon)이라고 부르기도 한다. 금, 은 나노입자의 광학적 특성 은 입자표면에 입사된 빛에 의하여 표면 자유전자들이 강하게 활성화되는 표면 플라즈몬(surface plasmon)활성에 의해 설명되며, 이러한 금, 은 나노입자를 플라 즈모닉 나노입자(plasmonic nanoparticle)라고 부른다.

③ 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)
- 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)은 일정한 파장의 빛이 나노 스케 일의 금속 표면 위와 아래에서 특정각을 가지고 입사될 때 일어나는 전자들의 진동 공명 현상을 말한다. 금이나 은과 같이 전자가 풍부한 금속 원자에는 자유 전자들이 구름 형태로 특정 파장을 가지고 진동하고 있게 된다. 자유전자들이 존 재함으로써 원자는 상대적으로 전하를 띄게 되므로 원자가 전기장 안에 존재할 때, 전기장의 방향에 따라 편광(polarization) 될 수 있다.

참고자료

· 2024년도 충남대학교 물리화학실험서
· MSDS.kosha.or.kr(안전보건공단 화학물질정보)
· 나노입자를 이용한 생체분자 진단 및 생물학적 응용(분자세포생물학뉴스, 김영필)
· 나노입자 기능성 물질(한국과학기술정보연구원, 엄태윤)
· 금속물질에 따른 나노구조를 이용한 국소 표면 플라즈몬 공명센서 특성 분석(한국정밀공학회지 제 33권 제 5호, 안희상 외 3인)
· 국소 표면 플라즈몬 공명을 이용한 바이오센서의 생체물질 검출 동향(한국진공학회, 조성재)
· https://www.khan.co.kr/article/201512161530492 경향신문(눈은 어떻게 색을 인식하고 구별할까)
· www.researchgate.net(LSPR for a plasmonic nanosphere) (그림1. 출처)
· https://news.samsungdisplay.com/33996(삼성디스플레이뉴스룸, 그림2. 출처)
· https://news.samsungdisplay.com/30400(삼성디스플레이뉴스룸)
· Fluorescence activation with the plasmonic assistance of silver nanoparticles(Ek Raj Thapaliya, Elsevier, 2017, 그림6. 출처)