| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-02-09 |
|
 A*STAR의 연구진은 상온에서 은, 금, 백금 나노입자를 기능성 실리카 쉘(silica shell)로 코팅할 수 있는 효율적인 프로세스를 개발했다. 실리카 코팅된 금속 나노입자를 제조할 수 있는 기존의 방법과는 달리, 이 프로세스는 물을 기반으로 하고 알코올을 사용하지 않기 때문에, 비용 효과적이고 친환경적이다. 실리카로 코팅된 귀금속 나노입자는 열량계 및 광학 분야의 촉매로서 사용될 수 있기 때문에 큰 관심을 끌고 있다. 그들은 실란 전구체(silane precursor)를 사용해서 일반적으로 제조되지만, 물 속에 불용성을 가진다. 따라서 알코올은 이런 전구체의 가수 분해를 촉진하기 위해서 물과 함께 첨가되어야 하고, 이것은 제조비용을 증가시키고 프로세스가 덜 친환경적이게 만든다. 현재, Ming-Yong Han와 Shah Kwok Wei의 연구팀은 실리카 코팅된 귀금속 나노입자를 제조할 수 있는 무-알코올 방법을 개발했다. 이것을 수행하기 위해서, 이번 연구진은 전구체로서 Si(OCH3)4(tetramethoxysilane)을 사용했고, 극성 기(mercaptopropyl)를 O–CH3(methoxy group)로 대체했는데, 이것은 수용성 전구체를 생성했다. 그 후에, 이 전구체는 금속 나노입자 표면과 직접적으로 결합되기 위해서, 티올 기(-SH)로 기능화시켰다. 이 프로세스는 많은 장점을 가진다. 이것은 구현하기가 간단하고, 효율적이며, 보편적이고, 쉽게 대량 생산을 할 수 있다. 또한 실리카 쉘의 두께가 코팅 시간에 따라서 증가하기 때문에, 쉘 두께를 몇 십 나노미터까지 쉽게 제어될 수 있다. 이 프로세스를 약간 개질함으로써, 이번 연구진은 표면 강화 라만 산란(surface-enhanced Raman scattering)이라고 알려진 지극히 민감한 분광 기술을 위한 고활성 나노입자를 생산할 수 있었다. 이런 분광 기술은 분석적 및 생물학적 분야의 매우 민감한 검출에 매우 유망하다. 표면 강화 라만 산란은 라만 활성 화합물이 금속 표면 위에 흡수될 때 매우 향상된 라만 신호를 가지는 것을 기반으로 한다. 이번 연구진은 귀금속 나노입자와 실리카 쉘 간에 라만 활성 분자들을 삽입함으로써 무-형광 표면 강화 라만 산란으로 활성화되는 나노입자를 제조했다. “실리카 코팅 프로세스가 간단하기 때문에, 다양한 종류의 금속 나노입자 표면을 코팅하고 보호하는데 큰 잠재력을 가진다”고 Han이 설명했다. “음으로 대전되고 티올 기능화된 실리카 쉘 및 표면-보호 특성을 가진 표면 강화 라만 산란-활성된 금속 나노입자들은 수용액 등의 다양한 분야에 매우 유망하게 적용될 수 있다”고 Han이 말했다. 이 연구결과는 Nanoscale에 “Aqueous route to facile, efficient and functional silica coating of metal nanoparticles at room temperature”라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1039/C4NR03306J). 그림 1. 간단하고 효율적인 무-알코올 프로세스으로 제조된 실리카 코팅된 은 나노입자의 주사 전자 현미경 이미지(삽입 이미지는 고배율로 확대된 것임) 그림 2. Ag＠SiO2-SH 나노입자의 제조 프로세스. | |
'Science' 카테고리의 다른 글
| 새로운 탄소 구조를 가진 펜타-그래핀 (0) | 2015.02.10 |
|---|---|
| 금으로 만든 팬 형상의 나노안테나 (0) | 2015.02.10 |
| 보안사고 우려로 인해 사이버보험에 대한 관심 급증 (0) | 2015.02.10 |
| 파이프식 오일가스와 수분의 고효율 분리기술 (0) | 2015.02.10 |
| 나노 도메인을 제한하여 촉매의 효과를 극대화하는 이론연구 (0) | 2015.02.10 |