나노 재료
핫 인젝션법(고온의 용매에 전구체를 한꺼번에 주입하는 방법)으로 입경이 고른(단분산) 나노입자를 얻기 쉬운 이유로 옳은 것은 무엇인가?
- A주입 직후에 핵생성이 짧은 시간에 집중되고, 그 후에는 과포화도가 낮아져 새로운 핵이 생기지 않고 성장만 진행되기 때문
- B전구체를 조금씩 넣어 핵생성을 오랜 시간 계속하면, 여러 시각에 생긴 핵의 크기가 평균되어 고르게 되기 때문
- C고온에서 오래 유지하여 오스트발트 숙성을 진행시키면, 작은 입자가 큰 입자를 따라잡아 분포가 좁아지기 때문
정답과 해설 보기
정답: A. 주입 직후에 핵생성이 짧은 시간에 집중되고, 그 후에는 과포화도가 낮아져 새로운 핵이 생기지 않고 성장만 진행되기 때문
단분산 입자를 만드는 원리는 라머(LaMer) 모델로 설명됩니다. 전구체를 고온의 용매에 한꺼번에 넣으면 단량체의 농도가 핵생성의 임계 과포화도를 넘어, 짧은 시간에 다수의 핵이 일제히 생깁니다(버스트 핵생성). 핵이 생기면 단량체가 소비되어 농도가 임계값 아래로 떨어지고, 이후에는 새로운 핵이 생기지 않으며 이미 있는 핵이 똑같이 성장하므로 입경이 고르게 됩니다. 핵생성이 오래 계속되면 일찍 생긴 핵과 늦게 생긴 핵의 크기가 다르므로 분포는 오히려 넓어집니다. 오스트발트 숙성은 작은 입자가 녹고 큰 입자가 커지는 현상으로, 작은 입자가 따라잡는 것이 아니며, 단량체가 부족한 단계에서 진행되면 분포가 넓어지는 것이 일반적입니다.