초록 ▼

- 본 과제에서 진행하는 양자 나노물질의 임계핵 성장과정 규명 연구는 1차년도에 새로운 합성기술(저온 숙성법, Smart Quenching 등)을 개발하여 양자 나노 물질을 초기부터 단계적으로 합성 및 분리함. 특히 PbS와 PbSe 양자 나노물질을 중점적으로 합성하고 분석함.
- 결정핵의 size 성장을 확인하기 위해 HRTEM, TOF-MEIS를 사용하였으며, 그 결과 온도조건 및 시간의 경과에 따른 결정핵의 size 성장을 확인할 수 있었음.
- Size 성장에 따른 결정 구조의 변화 확인을 위해 XRD, HRTEM

- 본 과제에서 진행하는 양자 나노물질의 임계핵 성장과정 규명 연구는 1차년도에 새로운 합성기술(저온 숙성법, Smart Quenching 등)을 개발하여 양자 나노 물질을 초기부터 단계적으로 합성 및 분리함. 특히 PbS와 PbSe 양자 나노물질을 중점적으로 합성하고 분석함.
- 결정핵의 size 성장을 확인하기 위해 HRTEM, TOF-MEIS를 사용하였으며, 그 결과 온도조건 및 시간의 경과에 따른 결정핵의 size 성장을 확인할 수 있었음.
- Size 성장에 따른 결정 구조의 변화 확인을 위해 XRD, HRTEM 분석을 진행하여 초기 결정핵의 불분명한 결정 구조에서 성장 이후 뚜렷한 결정 구조를 보임을 확인하여 핵 성장에 따른 결정 구조 변화를 확인 할 수 있었음.
- XPS, TOF-MEIS를 통해 결정핵의 성분 분석을 진행하여 합성하려고 진행한 결정핵의 모든 성분을 확인하였음.
- 연구 진행하여 합성한 결정핵을 이용하여 bio-imaging 응용 분야에 적용하여 분석하기 어려운 단백질을 검출하여 분석하였음.
- Bio-imaging 응용 및 결정핵 성장의 결과를 정리하여 2016년도 SCI급 paper submission 준비 중임.
- 결정핵 합성 방법을 통해 개발된 물질을 광촉매로 활용하여 SCI급 저널인 Carbon에 발표함.

( 출처 : 보고서 초록 3p )

Abstract ▼

The objective of the present proposal for the High Risk High Return project (HRHR) is to explore and understand critical nucleation for quantum nano materials (e.g. PbS, CZTS, SiO₂, TiO₂, CdSe etc.), using novel synthetic methods, a combination of advanced analytical tools, and

The objective of the present proposal for the High Risk High Return project (HRHR) is to explore and understand critical nucleation for quantum nano materials (e.g. PbS, CZTS, SiO₂, TiO₂, CdSe etc.), using novel synthetic methods, a combination of advanced analytical tools, and theoretical approaches. The study will investigate growing processes of critical nuclei from the very beginning (pre-nucleation) to well-defined nanoparticles (post-nucleation). This research aims to understand the fundamental science necessary to develop and implement “new principles of crystal nucleation and growth” that move past the classical view of nucleation.

The research will have three main phases: 1) synthesis of sub-nanometer size critical nuclei, 2) understand the fundamental behavior of the critical nuclei using in-situ analytical methods.

In all phases, it is essential to understand how the actual structure(morphology) and reactivity are correlated with the very early state of critical nuclei. Exploring the knowledge and understanding of how crystal structures can be manipulated by changing the atomic composition of critical nuclei via facile synthesis approaches will be a major step forward in materials science. The techniques we develop will make it possible to design highly efficient and functional nanomaterials applicable in heterogeneous catalysis, drug delivery, solar energy conversion, green fuel production, and microbial fuel cells.

There will be a strong emphasis on the various analytical methods from ex-situ to in-situ measurements. The backbone of this research is our ability to investigate crystal nucleation at the atomic scale using a wide range of sophisticated techniques. Special emphasis will be given to Medium Energy Ion-scattering Spectroscopy (MEIS) spectroscopy using time-of-flight control. In addition, in-situ measurements will be crucial to accurately understanding the growth mechanisms of critical nuclei. Collecting the necessary data will require substantial investment in the equipment needed to conduct synchrotron radiated Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), and Transmission Electron Microscopy (TEM) & MEIS. We will also need to collaborate with other groups to utilize complementary methods such as quantum computational calculation.

The end result of the project will be a wealth of new knowledge and discoveries which will be disseminated through scientific publications in well-recognized international journals. The success of this talented research team has the potential to revolutionize a broad range of industries and unleash a flood of new products that will positively impact society.

( 출처 : SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 6
• C O N T E N T S ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1. 연구개발의 필요성 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 1. 연구개발대상 기술의 국내·외 연구현황 ... 12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 1. 연구개발수행 내용 ... 13
• 2. 연구 결과 ... 13
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 1. 연구목표의 달성도 ... 17
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 17
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 18
• 1. 연구개발결과의 활용방안 ... 18
• 2. 기대성과 ... 18
• 제 6 장 차년도 연구개발 목표 ... 19
• 1. 2차년도 연구개발 목표 ... 19
• 제 7 장 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 21