Sandia National Laboratories의 연구자들은 TiO2 나노입자를 새로운 방법으로 만들었다.
TiO2 나노입자는 충진제(filler)로써 태양전지와 LED을 위한 반사방지층의 굴절률을 튜닝 할때 사용된다.
종래의 충진제는 Si 나노입자였다. TiO2 나노입자는 만들기 힘들고 비싸기 때문에 적용 힘들었다.
현재의 TiO2 제조방법은 종종 고온 공정과 비싼 계면활성제가 필요하다 - 계면활성제의 분자가 TiO2의 표면과 결합하여 어떤 용매에 용해될 수 있게 하는데 퐁퐁이 접시의 기름 때를 제거하는 원리와 같다.
또한 입자 분포가 균일하지 않고 입자끼리 한덩어리 뭉쳐져 있는 경우가 있다.
이번 개발품인 TiO2 나노입자는 크기가 거의 균일하고 서로 뭉쳐지지 않는다.
그들의 TiO2 나노입자의 크기는 5nm정도인데 거의 산란이 없다. 산란은 광 투과율을 감소시킨다.
TiO2은 Si 처럼 광학 봉지재와 렌즈를 위한 재료의 굴절률을 증가시킬 수 있다. 굴절률은 빛을 구부러뜨리게 하는 물질의 능력이다.
실용적인 나노입자는 여러 종류의 용매에 용해될 수 있도록 서로 다른 계면활성제와 어울릴 수 있어야 하는데 그 이유는 서로 다른 응용이 서로 다른 용액 공정을 요구하기 때문이다.
시실 TiO2 나노입자를 다양한 폴리머와 같이 사용하기 위해서는 TiO2 나노입자가 다양한 용매에 분산될 수 있으면 좋다.
연구자들은 값싼 다양한 알코올 용매를 사용해서 Ti 소스(titanium isopropoxide)를 얻을 수 있는지 연구했다.
여기서 문제는 Ti 소스에 물을 첨가하면 빠른 반응으로 인해 TiO2의 나노입자가 아닌 자주 TiO2의 큰 덩어리가 생기는 것이다.
따라서 첨가되는 물의 양을 조절하여 반응을 컨트롤하는 것이 중요하다.
그들은 끈질긴 노력 끝에 물을 매우 천천히 첨가 하여 알코올 희석 조건을 찿았다.
참고: http://dailyfusion.net/2014/06/titanium-dioxide-nanoparticles-29624/
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