보고서 정보
주관연구기관 |
경희대학교 Kyung Hee University |
연구책임자 |
변송호
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2011-05 |
과제시작연도 |
2010 |
주관부처 |
교육과학기술부 |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201200002090 |
과제고유번호 |
1345120733 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2013-05-20
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키워드 |
층상구조.희토류 화합물.나노시트.콜로이드 수용액.투명 유리 형광체.자기공명 조영제.layered structure.rare-earths.nanosheets.colloid.transparent film.contrast agent.surface modification.exfoliation.ion-exchange.
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초록
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희토류 원소를 포함하는 기능성 화합물들을 광학 소재, 디스플레이 소재, 레이저 소재, 촉매 소재, 바이오 소재 등으로 응용성을 확대하기 위해서는, 이러한 화합물들을 쉽게 선택적인 박막으로 성장시키거나 안정한 콜로이드 수용액상으로 제조하는 등, 그 기능성을 최적화할 수 있는 방법론 개발이 매우 필요하다. 본 연구에서는 층상 복수 수산화물계(LDH)를 모방한 잘 발달된 희토류 주인물질계를 개발함으로서, 희토류 나노시트를 기초로 하는 응용 범위를 획기적으로 확대시키고자 한다. LDH 계는 지난 10 여년 이상 동안 학문적으로나 산업적으로
희토류 원소를 포함하는 기능성 화합물들을 광학 소재, 디스플레이 소재, 레이저 소재, 촉매 소재, 바이오 소재 등으로 응용성을 확대하기 위해서는, 이러한 화합물들을 쉽게 선택적인 박막으로 성장시키거나 안정한 콜로이드 수용액상으로 제조하는 등, 그 기능성을 최적화할 수 있는 방법론 개발이 매우 필요하다. 본 연구에서는 층상 복수 수산화물계(LDH)를 모방한 잘 발달된 희토류 주인물질계를 개발함으로서, 희토류 나노시트를 기초로 하는 응용 범위를 획기적으로 확대시키고자 한다. LDH 계는 지난 10 여년 이상 동안 학문적으로나 산업적으로 지대한 관심을 모았던 대상이지만, (전주기)희토류 층으로 구성되는 수산화물계는 아직 합성되지 못하고 있다. 다만 brucite 층에 소량의 희토류가 도핑된 수준이나 층간에 희토류 착물의 형태로 삽입된 화합물 정도가 몇 차례 보고되었을 뿐이다. 본 연구에서는 층간 전하 밀도를 조절하는 방법과 알킬기를 교환하는 방법을 이용하여 LDH의 구조와 물리·화학적 특성을 닮은 층상 희토류 화합물계 RE(OR)3-yXy·zH2O (RE = 희토류 및 Y, R = H 및 알킬기, X = 유·무기 음이온)를 유도할 것이다. 일단 층상 주인물질이 만들어 지면, 목적에 따라 기존 LDH를 대상으로 광범위하게 연구되어온 삽입반응, 교환반응, 박리화 등 다양한 방법을 적용하여 층상 희토류 화합물에 복합 기능성을 쉽게 부여할 수 있을 것이다. 즉, pillaring 기법을 이용하여 다양한 유·무기 화학 반응에 선택성이 우수한 층상희토류 촉매 개발에의 응용 연구, 다공성 및 비등방성 형광체 나노입자 제조에의 응용 연구로 확장시킬 것이다. 또한 다양한 기능성을 갖춘 나노시트 및 안정한 콜로이드 수용액을 제조한 후, 속빈구(hollow sphere)형 희토류 산화물 합성에의 응용 연구, 희토류 산화물 박막 합성에의 응용 연구, 희토류 나노입자 분산 유리형광체 개발에의 응용 연구, 희토류 산화물 및 산화염 조영제, 약물 운송제로의 응용 연구 등 넓은 범위에의 응용 가능성을 제시하고자 한다.
Abstract
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The functionalized compounds containing rare-earths are widely used in the fields of optical materials, display materials, solid laser materials, catalysts, biomaterials, etc. However, a methodology for the easy and selective fabrications of thin films and stable colloidal solutions should be invest
The functionalized compounds containing rare-earths are widely used in the fields of optical materials, display materials, solid laser materials, catalysts, biomaterials, etc. However, a methodology for the easy and selective fabrications of thin films and stable colloidal solutions should be investigated to optimize and expand their functionalities. Well developed host materials of rare-earth will be explored for the advanced researches on the basis of rare-earth nanosheets in this study. The family of LDH has attracted much interests for both the scientific and commercial point of views for the last 10 years. Although some LDHs doped with rare-earths in the brucite layers or intercalated with rare-earth complexes in the interlayer galleries have been reported, the synthesis of LDH constituting of rere-earths has not yet been successful. Therefore, a new family of layered rare-earth compounds, RE(OR)3-yXy·zH2O (RE = rare-earths and Y, R = alkyl groups, X = organic and inorganic anions), whose structure and physicochemical characteristics imitate those of LDH, will be induced by an adjustment of interlayer charge and an exchange of alkyl groups. Several methods developed for the research of LDH (such as intercalation reactions, exchange reactions, exfoliations, etc.) are able to provide diverse functionalities to the obtained layered host materials. Successive investigations for applications will prepare highly porous and anisotropic phosphor nanoparticles and highly selective rare-earth catalysts by a pillaring. Furthermore, the mulifunctional nanosheets and stable colloidal aqueous solutions will be applied to the synthesis of hollow spherical rare-earth oxides, thin-films of rare-earth oxides, transparent glass plate dispersed with rare-earth phosphor nanoparticles (frequency converter), rare-earth contrast agents for MRI, fluorescen labling, and drug-delivery.
목차 Contents
- 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
- 목차 ... 3
- Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 4
- 1. 국문요약문 ... 4
- Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 5
- 1. 국문요약문 ... 5
- 2. 영문요약문 ... 6
- Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 31
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 31
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 41
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 41
- 8. 참고문헌 ... 42
- 9. 연구성과 ... 42
- 10. 기타사항 ... 53
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