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SOL-GEL Technology 의 개략적 설명 및 응용 분야

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SOL-GEL Processing 의 개략적 설명

졸-겔 과정(sol-gel process)은 이름이 의미하는 것처럼 콜로이드부유상태(졸:sol)를 만들고, 이 졸의 젤화 과정을 통해 액체상의 망상조직(겔:gel)으로 변화시켜 무기질 망상조직을 만드는 과정을 말한다. 이 콜로이드를 합성하기 위한 전구체는 금속이나 준금속 원소들이 다양한 반응성 배위체(reactive ligands)로 둘러 쌓인 물질로 구성되어 있다. 금속 알콕사이드들이 가장 많이 사용되는데, 이는 이들 물질들이 물과 쉽게 반응하기 때문이다. 가장 널리 이용되었던 금속 알콕사이드는 알콕시실래인, 즉 tetramethoxysilane (TMOS)와 tetraethoxysilane (TEOS) 이다. 그러나 최근에는 고온초전도체나 강유전체 물질의 합성을 위해 다양한 종류의 금속 알콕사이드들이 졸-겔 과정에 많이 이용된다. 이 경우에는 물질의 화학량론(stoichiometry)을 맞추기 위해 2종류 이상의 금속 알콕사이드들을 혼합하여 반응시킨 졸을 만들게 된다.

SOL-GEL Processing 의 3가지 방법

졸-겔 과정은 일반적으로 3가지의 반응으로 구분하여 기술한다; 즉, 가수분해(hydrolysis), 알콜 응축(condensation), 물 응축의 과정이다. 이러한 일반적인 반응과정을 그림 1에 나타내었다. 여기서 M은 금속원소를 나타낸다.

그러나 특별한 졸-겔 무기질 망상조직의 특성과 성질은 다양한 요소들과 연관되어 있는데, 이들 요소들은 가수분해 및 응축반응율에 영향을 준다. 이들 반응에 영향을 주는 요소들은 pH, 온도와 시간, 시약의 농도, 촉매의 성질과 농도, H2O/금속원소 몰 비(R), 숙성온도와 시간, 건조 등을 들 수 있다. 여기서 언급한 것들 중에서 pH, 촉매의 성질과 농도, 물의 상대적 몰 비(R), 그리고 온도가 가장 중요한 것으로 밝혀져 있다. 따라서 이러한 요소들을 제어함으로써 졸-겔 무기질 망상조직의 구조와 성질들을 넓은 범위에 걸쳐 변화시킬 수 있다. 예를 들면 TEOS를 가수분해할 때, R의 값을 1-2로 하고, 0.01 M의 HCl을 촉매로 넣으면 점성이 있는 용액이 된다는 것이다. 더욱이 이 용액은 점성이 농도에 따라 상당히 민감한 것으로 밝혀져 있다.

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파일종류 : HWP 파일

자료제목 : SOL-GEL Technology 의 개략적 설명 및 응용 분야

파일이름 : SOL-GEL Technology 의 개략적 설명 및 응용 분야.hwp

키워드 : SOL,GEL,Technology,의,개략적,설명,및,응용,분야

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