본문내용
1. 금속 나노입자의 습식 합성
1.1. 나노입자의 정의 및 특성
나노입자는 일반적으로 원자보다 크고 세포보다 작은 크기로서 지름이 1-100 nm 사이의 입자를 말한다. 입체 크기가 1cm3 인 물질이 1 nm3의 입체크기로 모두 분해될 경우 입체의 표면적은 약 1,000만배가 증가한다. 이러한 표면적 증가로 인해 나노입자는 다양한 물리 화학적 특징(강도, 전도성, 촉매활성, 광학적 특성, 자기특성 등)을 가지게 되어 큰 파급 효과를 가져온다.
예를 들어, 금 나노입자는 크기와 모양에 따라 가시광선 영역에서 뚜렷한 흡광(absorption)과 산란(scattering)에 의한 표면 전자기 공명밴드(surface plasmon resonance, SPR)라고 불리는 현상이 관찰된다. 금 나노입자의 SPR 현상은 일반 형광체에 비해 약 4-5배정도 크게 나타날 뿐만 아니라 형광물질에서 나타나는 감쇄현상(photobleaching)도 없다.
나노입자는 이처럼 벌크 상태와는 다른 독특한 물리화학적 특성을 가지고 있어 광학, 에너지, 촉매, 생명공학 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 따라서 나노입자의 크기, 모양, 조성 등을 정밀하게 제어하고 분석하는 기술이 매우 중요하다.
1.2. 나노입자의 응용 분야
나노입자의 응용 분야는 매우 다양하다. 금 나노입자의 경우 생체 분자 진단 및 생물학적 응용, 화학 반응 촉매, 태양전지, 디스플레이 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
먼저, 금 나노입자는 생체 조직 내에서 특정 부위에 적합하게 존재할 수 있다. 이들의 광학적 특성이 X선, MRI 등 다양한 이미징 기술을 통해 감지될 수 있어 암 조직의 위치, 크기, 확산 정도를 시각화하여 진단하는 데 도움을 줄 수 있다. 또한 치료 과정에서도 활용되는데, 금 나노입자를 종양 부위에 전달하고 방사선 치료 등을 통해 조직을 파괴하는 데 사용된다. 이외에도 항암 약물 전달 시스템으로 작용하여, 암 세포에 특이적으로 작용하는 약물을 나노입자에 부착하여 효과적인 전달이 가능하다."금 나노입자는 화학 반응에서 선택적 촉매로 작용할 수 있다. 금 나노입자의 크기와 형태, 표면 특성 등을 조절함으로써 원하는 반응 형성과 반응 선택성을 조절할 수 있다."
1.3. 나노입자 크기 분석법
1.3.1. 소각 X선 산란
소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering, SAXS)은 물질의 구조를 1nm~100nm 범위에서 분석할 수 있는 비파괴적인 분석 기법이다. X-선을 물질에 조사하면 물질을 구성하고 있는 원...
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