점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.
점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.
The physicochemical properties of clay minerals have been investigated at the atomistic to nano scale. The microscopic studies are often challenging to perform by using experimental approaches alone. In particular, hydroxyl groups of octahedral sheets in 2:1 clay minerals have been hypothesized to i...
The physicochemical properties of clay minerals have been investigated at the atomistic to nano scale. The microscopic studies are often challenging to perform by using experimental approaches alone. In particular, hydroxyl groups of octahedral sheets in 2:1 clay minerals have been hypothesized to impact the sorption process of metal cations; however, X-ray based techniques alone, a common tool for mineral structure examination, cannot properly test the hypothesis. The current study has examined whether computational mineralogy techniques can be applied to examine the hydroxyl structures of clay minerals. Based on quantum-mechanics and molecular-mechanics computational methods, geometry optimizations were carried out for representative dioctahedral and trioctahedral phyllosilicate minerals. Both methods well reproduced the experimental lattice parameters; however, for structural distortion occurring in the tetrahedral or octahedral sheets, molecular mechanics showed significant deviations from experimental data. The orientation angle of the hydroxyl with respect to (001) basal plane is determined by the balance of repulsion between the hydroxyl proton and Si cations of tetrahedral sites; the quantum-mechanics method predicted $25-26^{\circ}$ for the angle, whereas the angle predicted by the molecular-mechanics method was much higher by $10^{\circ}$ (i.e., $35^{\circ}$). These results demonstrate that computational mineralogy techniques are a reliable tool for clay mineral studies and can be used to further elucidate the roles of hydroxyls in metal sorption process.
The physicochemical properties of clay minerals have been investigated at the atomistic to nano scale. The microscopic studies are often challenging to perform by using experimental approaches alone. In particular, hydroxyl groups of octahedral sheets in 2:1 clay minerals have been hypothesized to impact the sorption process of metal cations; however, X-ray based techniques alone, a common tool for mineral structure examination, cannot properly test the hypothesis. The current study has examined whether computational mineralogy techniques can be applied to examine the hydroxyl structures of clay minerals. Based on quantum-mechanics and molecular-mechanics computational methods, geometry optimizations were carried out for representative dioctahedral and trioctahedral phyllosilicate minerals. Both methods well reproduced the experimental lattice parameters; however, for structural distortion occurring in the tetrahedral or octahedral sheets, molecular mechanics showed significant deviations from experimental data. The orientation angle of the hydroxyl with respect to (001) basal plane is determined by the balance of repulsion between the hydroxyl proton and Si cations of tetrahedral sites; the quantum-mechanics method predicted $25-26^{\circ}$ for the angle, whereas the angle predicted by the molecular-mechanics method was much higher by $10^{\circ}$ (i.e., $35^{\circ}$). These results demonstrate that computational mineralogy techniques are a reliable tool for clay mineral studies and can be used to further elucidate the roles of hydroxyls in metal sorption process.
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문제 정의
이번 연구에서는 전산광물학이점토광물 수산기 연구에 신뢰성 높은 연구방법으로 사용될 수 있음을 보여 주였으며, 궁극적인 연구목표인 점토광물 팔면체의 수산기와 층간에 흡착된 양이온 간의 상호작용에 대한 연구를 진행 중이다. 양이온의 종류에 따라서 수산기의 위치와 배열이 어떻게 변화하는지를 조사함으로써, 실험만으로 규명하기 어려운 양이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하려한다. 양이온의 동형치환에 의한 수산기의 위치 및 O-H vibrational frequency 변화계산결과는 또한 적외선 분광분석 해석에도 도움이 될 것으로 기대된다.
이번 논문에서는 흡착이온 종류와 점토광물 수산기 사이의 상관관계 규명연구에 전산광물학 이용가능성에 대하여 조사하였다. 층상규산염광물인 깁사이트(gibbsite, Al(OH)3), 수활석(brucite, Mg(OH)2),카올리나이트(kaolinite, Al2Si2O5(OH)4), 리자다이트(lizardite, Mg3Si2O5(OH)4), 파이로필라이트(pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2), 활석(talc, Mg3Si4O10(OH)2)에 대하여 전산광물학의 두 가지 계산방법을 사용하여 실시한 구조최적화(geometry optimization) 결과를 실험결과와 비교하여 계산방법의 각각의 신뢰성과 그 특징에 대하여 토의하며, 특히 파이로필라이트내의 수산기의 방향성(orientation)에 대하여 토의한다.
파이로필라이트 수산기가(001)면과 이루는 방향각은 두 방법에서 약 10°의 큰 차이를 보였다. 이번 연구에서는 전산광물학이점토광물 수산기 연구에 신뢰성 높은 연구방법으로 사용될 수 있음을 보여 주였으며, 궁극적인 연구목표인 점토광물 팔면체의 수산기와 층간에 흡착된 양이온 간의 상호작용에 대한 연구를 진행 중이다. 양이온의 종류에 따라서 수산기의 위치와 배열이 어떻게 변화하는지를 조사함으로써, 실험만으로 규명하기 어려운 양이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하려한다.
제안 방법
Cut-off energy 증가에 따라 계산된 원자 힘(atomic force)이 수렴되는 정도를 이용하여 평면파인 기저함수의 크기를 결정하였다. 테스트결과,550 eV에서 수렴되는 결과를 얻을 수 있었다.
1:1 또는 2:1 광물의 팔면체층과 결합하고 있는 사면체층은 구조적 차이에 기인하여 거의 육각구조(삼팔면체 경우)를 가지거나 육각구조에서 크게 뒤틀린 구조(ditrigonal 대칭)를 갖는다(Franzini, 1969; McCauley and Newnham,1971). 구조최적화된 광물 중 사면체와 팔면체가 결합하는 구조를 갖는 카올리나이트와 리자다이트, 파이로필라이트와 활석을 대상으로 사면체 및 팔면체의 구조적 뒤틀림 정도를 파악하였다. 이를 위해 Lee and Guggenheim (1981)이 사용한 3가지파라미터를 이용하였다: 1) (001)면의 사면체의 회전정도(Trot)와 이로 인한 사면체의 꼭지점 산소끼리의 거리(AO) 변화(Fig.
활석의 경우 삼팔면체 광물로 팔면체층이 2가 양이온으로 빈 공간 없이 모두 채워져 있으며, 수산기가 수직적으로 분포한다. 그러나 파이로필라이트의 이팔면체 광물로 수산기에 대한 실험값이 없을 뿐만 아니라(Lee and Guggenheim, 1981), 그 배열상태에 대한 경우의 수가 있을 것으로 판단되어 이를 조사하였다.
깁사이트와 수활석, 카올리나이트와 리자다이트 그리고 파이로필라이트와 활석과 같은 이팔면체와 삼팔면체 층상규산염광물을 각각 분자역학적 방법과 양자역학적 계산 방법으로 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적 방법을 통한 계산은 점토광물연구에 널리 사용되는 ClayFF force field를 이용하였고, 양자역학적 방법을 통한 계산 방법은 DFT이론을 바탕으로 한 일반화된 물매근사(GGA)를 사용하여 제1원칙 계산을 실시하였다.
따라서 이번 연구에서는 수산기가 (001)면과 어느 정도의 각을 이루고 있는지를 알아보기 위해 수산기 가질 수 있는 다양한 방향과 각도를 임의로 설정한 다음 구조최적화를 실시하였다. 우선 수소를 제외한 모든 원소와 격자의 위치를 구조최적화된 값에 고정 시키고, 수산기와 (001)면과 이루는 각과 방향을 총 6가지의 경우에 대하여 구조최적화를 실시하였다(Fig.
분자역학 계산은 Accelrys의 Materials Studio에 내장된 Forcite 모듈을 사용하였다. 이 모듈을 이용하여 깁사이트, 수활석, 카올리나이트, 리자다이트, 파이로필라이트, 활석에 대해 구조최적화를 실시하였다. 연구수행에 이용된 Force Field는 ClayFF(Cygan et al.
이번 연구에서는 계산된 원자 힘(force)이 0.01 eV/Å 미만으로 수렴되는 cutoff energy와 k-point grid (그리드)를 결정하였다.
이에 700 eV의 cut-off 에너지를 사용하여 모든 광물 계산을 수행하였으며, 수활석은 6 × 6 ×6, 깁사이트는 6 × 10 × 5, 리자다이트는 6 × 6 ×4, 카올리나이트는 7 × 4 × 5, 활석은 6 × 4 × 4,파이로필라이트는 7 × 4 × 4의 그리드를 사용하였다.
이번 논문에서는 흡착이온 종류와 점토광물 수산기 사이의 상관관계 규명연구에 전산광물학 이용가능성에 대하여 조사하였다. 층상규산염광물인 깁사이트(gibbsite, Al(OH)3), 수활석(brucite, Mg(OH)2),카올리나이트(kaolinite, Al2Si2O5(OH)4), 리자다이트(lizardite, Mg3Si2O5(OH)4), 파이로필라이트(pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2), 활석(talc, Mg3Si4O10(OH)2)에 대하여 전산광물학의 두 가지 계산방법을 사용하여 실시한 구조최적화(geometry optimization) 결과를 실험결과와 비교하여 계산방법의 각각의 신뢰성과 그 특징에 대하여 토의하며, 특히 파이로필라이트내의 수산기의 방향성(orientation)에 대하여 토의한다.
대상 데이터
분자역학 계산은 Accelrys의 Materials Studio에 내장된 Forcite 모듈을 사용하였다. 이 모듈을 이용하여 깁사이트, 수활석, 카올리나이트, 리자다이트, 파이로필라이트, 활석에 대해 구조최적화를 실시하였다.
연구대상이 되는 광물을 크게 삼팔면체광물(수활석, 리자다이트, 활석), 이팔면체광물(깁사이트, 카올리나이트, 파이로필라이트)로 분류할 수 있다.삼팔면체광물은 팔면체층에 양이온 결함 없이 모든 팔면체를 양이온(Mg)이 채우고 있는 반면, 이팔면체 광물은 3개의 Al 팔면체 중 2개만 채워져 있는 구조를 가진다.
이번 연구에는 깁사이트(gibbsite, Al(OH)3), 수활석(brucite, Mg(OH)2), 카올리나이트(kaolinite,Al2Si2O5 (OH)4), 리자다이트(lizardite, Mg3Si2O5(OH)4), 파이로필라이트(pyrophyllite, Al2Si4O10(OH)2), 활석(talc Mg3Si4O10(OH)2)의 결정구조를 사용하였다(Fig. 1). 이 광물들은 자연환경에 널리 분포하고 실생활에서도 유용하게 사용되고 있으며, 층상구조를 갖는 표준 광물이다.
이론/모형
는 전자의 교환-상관 포텐셜(exchange-correlation potential)로 그 에너지는 전체에너지에 비하여 매우 작지만 DFT 계산결과의 정확도를 크게 결정할수 있다. DFT에서는 교환상관함수를 국소밀도근사(local density approximation) 또는 일반화된 물매근사(generalized gradient approximation) 등 근사법을 이용한다. 이번 연구에서는 일반화된 물매근사법(GGA) 중 Perdew-Burke-Ernzherof functional(Perdew et al.
깁사이트와 수활석, 카올리나이트와 리자다이트 그리고 파이로필라이트와 활석과 같은 이팔면체와 삼팔면체 층상규산염광물을 각각 분자역학적 방법과 양자역학적 계산 방법으로 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적 방법을 통한 계산은 점토광물연구에 널리 사용되는 ClayFF force field를 이용하였고, 양자역학적 방법을 통한 계산 방법은 DFT이론을 바탕으로 한 일반화된 물매근사(GGA)를 사용하여 제1원칙 계산을 실시하였다. 격자상수에 대해선 DFT 계산 결과가 상대적으로 조금 높은 오차율을 보였으며 이는 양자역학적 계산 과정에 있어서 반데르발스 결합에 대하여 정확하게 계산하지 못하는 결과로 설명된다.
양자역학 계산은 밀도범함수이론(density functional theory, DFT)을 사용하였다. 밀도범함수이론에서는 전자의 밀도를 이용하여 시스템 바닥상태의 에너지와 여러 성질을 알아낼 수 있다(Kohn and Hohenberg 1964).
구조최적화된 광물 중 사면체와 팔면체가 결합하는 구조를 갖는 카올리나이트와 리자다이트, 파이로필라이트와 활석을 대상으로 사면체 및 팔면체의 구조적 뒤틀림 정도를 파악하였다. 이를 위해 Lee and Guggenheim (1981)이 사용한 3가지파라미터를 이용하였다: 1) (001)면의 사면체의 회전정도(Trot)와 이로 인한 사면체의 꼭지점 산소끼리의 거리(AO) 변화(Fig. 2); 2) 사면체층 두께(Td); 3) 팔면체층의 flattening (층두께가 얇어짐)에따른 평균 팔면체 각도(Ψ).
이번 DFT 계산에서는 파동함수를 나타내는 기저함수(basis set)로써 평면파(plane wave)를 사용하는 CASTEP (Clark et al., 2005) DFT 코드를 사용하였다. 원자 내의 핵과 전자사이의 강한 인력은 아주 많은 수의 평면파를 필요로 하는데, ultrasoft pseudopotential (Vanderbilt,1990)을 사용하여 기저함수의 수를 줄였다.
DFT에서는 교환상관함수를 국소밀도근사(local density approximation) 또는 일반화된 물매근사(generalized gradient approximation) 등 근사법을 이용한다. 이번 연구에서는 일반화된 물매근사법(GGA) 중 Perdew-Burke-Ernzherof functional(Perdew et al., 1996)을 사용하였다.
0005 Å 이하를 사용하였다. 주기적인 구조(periodic structure)를 갖는 광물의 정전기적(electrostatic) 에너지와 반데르발스 에너지는Ewald summation (Ewald, 1921)을 사용하여 계산하였다. 반데르발스 에너지의 경우, 인력과 척력의관계가 원자간 사이 거리가 어떤 일정 구간 이상(long-range)에선 무시할 정도가 되므로, cut-off 반경 12.
성능/효과
이를 위해 Lee and Guggenheim (1981)이 사용한 3가지파라미터를 이용하였다: 1) (001)면의 사면체의 회전정도(Trot)와 이로 인한 사면체의 꼭지점 산소끼리의 거리(AO) 변화(Fig. 2); 2) 사면체층 두께(Td); 3) 팔면체층의 flattening (층두께가 얇어짐)에따른 평균 팔면체 각도(Ψ). 각 파라미터에 대한 계산식은 다음과 같다.
이는 유한한 크기의 기저함수를 사용하기 때문에 나타나며 흔히 Pulay stress라 불리기도 한다(Francis and Payne, 1990). CASTEP에서 이로 인한 오차를 계산하여 전체에너지를 보정할 수 있지만, 파이로필라이트의 구조최적화과정에서는 오차가 매우 크게 계산되었고,500 eV로는 그 결과 일정한 c 축 값을 얻을 수 없었다. 그러나, cut-off 에너지로 700 eV를 사용했을 때, 수렴된 c 축 값 10.
삼팔면체의 경우 사면체의 회전이 거의 없으나, 이팔면체의 경우 사면체가 무려 ∼ ± 20° 정도의 회전을 하며 결합한다(McCauley and Newnham, 1971). DFT와 분자역학 계산 모두, 실험결과와 마찬가지로 이팔면체 광물의 구조적 뒤틀림 정도가삼팔면체 광물보다 더 크다는 결과를 보여주었다(Tables 4 and 5). 특히, 사면체 회전정도인 Trot값을 살펴보면, 이팔면체 계산결과 값이 삼팔면체계산결과에 비해 더 큰 값을 가졌다.
분자역학적 방법을 통한 계산은 점토광물연구에 널리 사용되는 ClayFF force field를 이용하였고, 양자역학적 방법을 통한 계산 방법은 DFT이론을 바탕으로 한 일반화된 물매근사(GGA)를 사용하여 제1원칙 계산을 실시하였다. 격자상수에 대해선 DFT 계산 결과가 상대적으로 조금 높은 오차율을 보였으며 이는 양자역학적 계산 과정에 있어서 반데르발스 결합에 대하여 정확하게 계산하지 못하는 결과로 설명된다. 층상광물의 구조적뒤틀림(structural distortion) 정도는 DFT와 ClayFF 계산 모두 이팔면체 광물 보다 삼팔면체광물에서 더 큰 뒤틀림을 보였으나, 실험값과 비교했을 때, ClayFF는 구조 뒤틀림을 묘사하는데 매우 큰 오차율을 보였다.
구조최적화 결과, 처음 주어진 각도와 방향과는 상관없이 양자역학적 계산과 분자역학적 계산 모두 일정한 각과 방향을 보여주었다. 양자역학적 계산결과로 얻어낸 (001)면과 이루는 각은 case 1:25.
분자간 거리(interatomic distance)와 격자각( )을 고려해보면 양자역학 계산결과가 더 낮은 오차율을 보였으며 두 계산 방법 모두 실험데이터를 잘 반영하는 것으로 나타났다.
전반적으로 DFT를 이용한 결과가 ClayFF를 사용한 결과보다 실험값에 더 일치하였으나, ClayFF를 이용한 계산 결과 또한 실험데이터를 잘 반영해주었다. 팔면체층만으로 이루어진 광물과 1:1 구조를 갖는 광물에서는 DFT 계산의 오차는 약 1 %내외였으며, 최대 오차율을 비교해보면 깁사이트의 격자상수에 대한 부분에서 분자역학 계산결과는 오차가 최대 6.
격자상수에 대해선 DFT 계산 결과가 상대적으로 조금 높은 오차율을 보였으며 이는 양자역학적 계산 과정에 있어서 반데르발스 결합에 대하여 정확하게 계산하지 못하는 결과로 설명된다. 층상광물의 구조적뒤틀림(structural distortion) 정도는 DFT와 ClayFF 계산 모두 이팔면체 광물 보다 삼팔면체광물에서 더 큰 뒤틀림을 보였으나, 실험값과 비교했을 때, ClayFF는 구조 뒤틀림을 묘사하는데 매우 큰 오차율을 보였다. 파이로필라이트 수산기가(001)면과 이루는 방향각은 두 방법에서 약 10°의 큰 차이를 보였다.
Cut-off energy 증가에 따라 계산된 원자 힘(atomic force)이 수렴되는 정도를 이용하여 평면파인 기저함수의 크기를 결정하였다. 테스트결과,550 eV에서 수렴되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 550 eV를 사용하여 구조최적화를 수행할 경우, 파이로필라이트의 c 축 격자상수 값은 수렴되지 않고 계속 무한 증가하는 결과를 얻었다.
DFT와 분자역학 계산 모두, 실험결과와 마찬가지로 이팔면체 광물의 구조적 뒤틀림 정도가삼팔면체 광물보다 더 크다는 결과를 보여주었다(Tables 4 and 5). 특히, 사면체 회전정도인 Trot값을 살펴보면, 이팔면체 계산결과 값이 삼팔면체계산결과에 비해 더 큰 값을 가졌다. 이팔면체와 삼팔면체사이의 상대적인 뒤틀림 정도는 실험결과와 일치하나, 분자역학 계산(ClayFF) Trot 결과는 실험값과 많은 차이를 보여주었다.
광물 c 축 길이에 대한 오차로 인하여 전체적인 부피와 밀도에서도 상대적으로 큰 오차를 보였다. 파이로필라이트의 경우 DFT 계산 결과가 부피에서 10.4 %, 밀도 8.9 %의 오차를 보였으며 활석의 경우 부피 9.5 %, 밀도 8.7 %의 오차를 보였다. 이는 층상광물의 층과 층 사이에 작용하는 반데르발스(van der Waals) 힘과 같은 약한 상호작용을 고려하지 않는 DFT의 계산경향으로 이해될 수 있으며(Tunega et al.
후속연구
양이온의 종류에 따라서 수산기의 위치와 배열이 어떻게 변화하는지를 조사함으로써, 실험만으로 규명하기 어려운 양이온 흡착에 대한 수산기의 역할을 규명하려한다. 양이온의 동형치환에 의한 수산기의 위치 및 O-H vibrational frequency 변화계산결과는 또한 적외선 분광분석 해석에도 도움이 될 것으로 기대된다.
, 2014). 점토광물의 결정구조(crystal structure), 진동(vibrational) 모드 및 열역학 안정성(thermal stability)에 대한 자세한 정보 또한 전산광물학으로 얻을 수 있기 때문에(Refson et al.,2003), 점토광물 수산기 연구에 실험을 보완하는 방법으로 전산광물학이 사용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
점토광물는 어떤 구조를 갖는가?
점토광물은 모암의 풍화로 생성되는 수산-규산질 광물로 통상 층상구조를 갖는다(Sposito et al.,1999).
자연환경에서 흔히 발견되는 점토광물이 다양한 응용분야에서 널리 사용되는 이유는 무엇인가?
,1999). 자연환경에서 흔히 발견되는 점토광물은 층상결정 구조와 매우 작은 결정 사이즈에 기인한 독특한 물리화학적 특징 때문에 다양한 응용분야에서도 널리 사용되고 있다(Murray, 2000). 특히, 팽윤성이나 이온에 대한 강한 흡착력으로 중금속과 방사핵종을 포함하는 여러 폐기물 처분 및 처리과정에서 중요한 환경광물로 사용된다.
자연환경에서 흔히 발견되는 점토광물이 사용되는 예는 무엇인가?
자연환경에서 흔히 발견되는 점토광물은 층상결정 구조와 매우 작은 결정 사이즈에 기인한 독특한 물리화학적 특징 때문에 다양한 응용분야에서도 널리 사용되고 있다(Murray, 2000). 특히, 팽윤성이나 이온에 대한 강한 흡착력으로 중금속과 방사핵종을 포함하는 여러 폐기물 처분 및 처리과정에서 중요한 환경광물로 사용된다. 점토광물과 관련된 현상은 기본적으로 나노스케일로 일어나기 때문에 광물의 물리화학적 성질에 대한 미시적(microscopic) 연구가 점토광물을 사용 및 응용하는데 큰 역할을 할 수 있다.
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