금속 초미립자 금속재료기술사 서브노트

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금속 초미립자 개요

지름 1 마이크로미터 (10^-9) 이하의 금속 미립자는 금속광택이 없고 현미경으로 보아도 검게 보일 뿐이나, 덩어리 금속과는 자성, 내부압력, 광흡수, 열저항, 융점 등이 크게 달라 독특한 특성을 나타낸다.
따라서, 금속원자와 덩어리 금속의 중간상태라 볼 수 있다.

금속 초미립자의 특성

1. 표면 효과: 초미립자는 상대적으로 큰 표면적을 가지고 있어, 촉매 반응과 같은 표면 기반 과정에서 높은 활성을 보인다.
2.양자 크기 효과: 나노 크기의 입자는 전자의 양자적 제한으로 인해 독특한 전자적, 광학적 성질을 나타냅니다. 예를 들어, 입자 크기에 따라 색이 변할 수 있다.
3.자기적 성질: 일부 금속 초미립자는 자기적 성질을 보이며, 이는 정보 저장 매체나 의료 진단 등에 활용될 수 있다.
4.Fe계 합금 초미립자는 금속 덩어리보다 자성이 강하다.
5.저온에서 열저항이 매우 작아서 열의 양도체이다.
6.활성이 강하여 여러가지 화학반응을 일으킨다.

금속 초미립자의 제조 방법

1.기상법 : 고주파로나 아크를 이용하여 금속을 가스 중에 증발시켜 이 금속가스가 가스중에서 충돌, 응축하여 미립자가 얻어진다.
2.화학적 감소: 금속 이온을 화학적 환원제로 처리하여 나노 크기의 금속 입자로 전환.
3.물리적 증발: 고온에서 금속을 증발시킨 후 냉각하여 나노 입자를 형성.
4.바이오합성: 미생물이나 식물 추출물을 사용하여 금속 이온을 나노 입자로 변환하는 친환경적인 방법.

금속 초미립자의 응용 분야

1.촉매: 금속 나노 입자는 화학 반응의 속도를 증가시키는 데 사용된다.. 특히, 팔라듐, 백금과 같은 금속은 연료 전지와 같은 에너지 변환 장치에서 촉매로 활용된다.
2.의료: 금속 나노 입자는 약물 전달, 의료 영상, 암 치료 등에 사용된다.. 특히, 금 나노 입자는 광열 치료에 사용되며, 자성 나노 입자는 MRI 콘트라스트 에이전트로 활용된다..
3.전자 장치: 은 나노 입자는 전도성 잉크의 형태로 인쇄 회로 기판(PCB) 제조에 사용된다.
4.광학: 금속 나노 입자는 광학적 성질이 크기에 따라 변화하기 때문에, 센서, 광학 필터, 태양 전지 등에 응용된다.

금속 초미립자는 이들의 독특한 성질로 인해 과학과 기술의 여러 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 잠재력을 가지고 있다. 그러나, 나노 물질의 환경적 및 건강에 미치는 영향에 대한 연구도 중요하게 진행되고 있다.

 

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