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문제 정의

  • 이에 따라 다양한 산업분야에서 점토광물에 대한 응용과학과 기초과학 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서도 컴퓨터의 발달에 따라 새롭게 떠오르고 있는 분자모델링 연구 분야는 점토광물과 같은 나노물질을 원자 스케일 관점에서 연구하기에 최적화된 방법 중 하나이다. 분자모델링 연구를 통해 실제로 실험이 수행되기 전에 세워진 가설들을 평가하고 결과를 예측함으로써 새로운 연구방향을 제시할 수 있다. 또한 기존에 실험적으로 밝혀진 현상들의 메커니즘을 원자 스케일에서 연구하여 거시적으로는 볼 수 없었던 새로운 정보를 얻을 수 있을 것이며, 이는 점토광물 응용기술에서의 핵심적 지식이 될 수 있다.
  • 원자 수준(atomistic level)의 분자모델링은 실험데이터 해석에 상호보완적인 표준 연구방법으로 이용되고 있으며, 새로운 이해나 발견을 이끌어내기도 한다. 여기에서는 분자모델링 연구방법과 이를 점토광물에 적용한 몇몇 연구결과를 간략히 소개한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
점토광물의 응요 분야는? , 2010). 점토광물은 또한 의약품, 코팅막, 고분자 나노복합체, 오일/가스 드릴링 유체 및 촉매 제조 등 광범위한 분야에서 응용되고 있다(김형중과 오제민, 2016; 이상수 외, 2007; Harvey et al., 1996).
점토광물은 무엇으로 알려져 있는가? 약 4천여 종의 광물 가운데 점토광물(clay minerals)처럼 다양한 분야에 응용되는 광물은 없다. 현재 점토광물은 방사핵종으로 오염된 토양 복원이나 차세대 방사성폐기물 처리장 (nuclear waste repository) 건설에서 방사핵종의 확산을 제어하는 물질로 고려될 뿐만 아니라(Grambow, 2016; Marry et al., 2008), 이산화탄소의 지중저장(geological CO2 storage)에서 저장시설의 안정성을 결정짓는 덮개암 (caprock)의 주요 광물로 알려져 있다(Benson et al., 2008; Romanov et al.
점토광물의 거시적 물성이 분자수준의 기작으로 이해할 수 있는 배경은 무엇인가? 팔면체층이나 사면체층 안에서의 랜덤한 양이온 치환은점토광물 내에 구조적 전하(structural charge)를 일으키고, 운모(micas)와는 달리 이 구조적 전하는 점토광물 층간에 이온이나 물 분자가 들어갈 수 있게 하여 나노(nanometer)사이즈 포 어(pores)를 형성하게 한다. 미세한 입자크기와 나노 포어(nano pores)는 점토광물로 하여금 매우 넓은 표면적(surface areas)을 가지게 하고, 이는 점토광물의 대표적인 거시적(macroscopic) 성질인 흡착력(adsorption capacity), 유변성 (rheology), 팽윤성(swelling)을 갖게 한다. 즉, 점토광물의 거시적 물성은 분자수준(molecular scale)의 기작으로 이해할 수 있다.
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