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블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용
Arrangement of Metal Nanoparticles by Block Copolymer Micelles and Its Applications 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.23 no.2, 2012년, pp.164 - 173  

유성일 (Department of Polymer Engineering, Pukyong National University)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 마이셀의 크기와 형태는 벌크에서와 비슷하게 블록 공중합체의 분자량, 각 블록의 부피비,Flory-Huggins 상호작용계수에 의해서 결정이 되는데,일반적으로 크기는 ~ 20 nm에서 ~ 200 nm 정도이다.13,14 코어-코로나로 이루어진 마이셀 구조는 나노입자를 안정화시키거나 나노입자를 합성하는데 있어서 매우 유용한데, 이 장에서는 우선 용액상에서 합성되는 나노입자를 마이셀 구조로 안정화시키는 방법에 대해서 소개를 하겠다.
  • 앞 절에서는 용액상에서 합성된 나노입자를 블록 공중합체 마이셀로 encapsulation 시키는 방법에 대해서 소개를 하였는데 이 절에서는 마이셀의 나노구조 속에서 나노입자를 직접 합성시키고 박막상에서 패턴을 제조하는 방법에 대해서 소개한다. 또한, 앞 절에서의 내용이 수용액상에서 적용된 방법인 반면에 박막상에서는 많은 연구사례가 유기 용매 내에서 마이셀을 제조하고 나노입자의 선구물질에 해당하는 무기화합물 또는 금속염을 마이셀의 코어 속에 도입한 후 코팅방법을 통해서 박막을 제조하는 형태이다.
  • 이제까지 블록 공중합체 마이셀을 이용하여 금속 나노입자를 정렬시키는 방법과 정렬된 나노구조를 활용한 몇 몇 연구사례에 대해서 살펴보았다. 관련분야의 연구가 상대적으로 제한적이라서 체계적인 논의를 하지 못한 점은 우선 양해를 바라며, 그럼에도 불구하고 마이셀을 이용한 가능성들을 보여주고 있다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국부적 표면 플라즈몬 공명현상이란 무엇인가? 1-7 플라즈모닉스 분야에서 금속 나노입자는 기본적으로 (i) 주위의 전자기장을 증폭시키는 안테나(antenna)의 역할을 하거나 (ii) 전자기장의 진행방향을 조절하는 웨이브 가이드(waveguide) 역할을 하게 되는데, 이는 금속 나노입자가 가지는 독특한 물리적 현상에 기인된다. 금속 나노입자의 전도대 전자는 입사광(incident light)에 의해서 집단적인 진동 현상을 일으키게 되는데, 이를 국부적 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, 이하 표면 플라즈몬으로 간략히 기술) 현상이라고 한다.1-7 표면 플라즈몬에 의해서 금속 나노입자는 입사광과 강한 상호작용을 하여 주위의 전자기장을 나노입자 주위로 집중시킬 수가 있어서 국부적인 장 증폭(localized field enhancement) 현상이 발생하게 된다.
이종의 소재가 금속 나노입자가 형성하는 표면장내에 존재할 시, 새로운 상호 의존특성이 생기는 이유는 무엇인가? 금속 나노입자의 전도대 전자는 입사광(incident light)에 의해서 집단적인 진동 현상을 일으키게 되는데, 이를 국부적 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, 이하 표면 플라즈몬으로 간략히 기술) 현상이라고 한다.1-7 표면 플라즈몬에 의해서 금속 나노입자는 입사광과 강한 상호작용을 하여 주위의 전자기장을 나노입자 주위로 집중시킬 수가 있어서 국부적인 장 증폭(localized field enhancement) 현상이 발생하게 된다. 따라서, 금속 나노입자가 형성하는 표면장 내에 이종의 소재가 위치하게 되면 그 광학적, 전기적, 또는 촉매적 특성에 많은 영향을 미치게 되어 새로운 상호의존 특성이 발현될 수 있다.
금속 나노입자는 플라즈모닉스 분야에서 어떠한 역할을 수행하는가? 금속 나노입자 또는 나노구조가 가지는 표면 플라즈몬 특성을 이용하여 광전자, 바이오, 또는 촉매 분야로의 응용을 탐색하는 연구들이 플라즈모닉스(plasmonics) 라고 불리는 학문의 영역에서 제안되고 있다.1-7 플라즈모닉스 분야에서 금속 나노입자는 기본적으로 (i) 주위의 전자기장을 증폭시키는 안테나(antenna)의 역할을 하거나 (ii) 전자기장의 진행방향을 조절하는 웨이브 가이드(waveguide) 역할을 하게 되는데, 이는 금속 나노입자가 가지는 독특한 물리적 현상에 기인된다. 금속 나노입자의 전도대 전자는 입사광(incident light)에 의해서 집단적인 진동 현상을 일으키게 되는데, 이를 국부적 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, 이하 표면 플라즈몬으로 간략히 기술) 현상이라고 한다.
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