나노재료
물질의 미세한 구조를 볼 수 있고 그것이 100nm 이하의 원자나 분자의 주기적인 패턴으로 구성되어 있다는 것을 알 수 있다고 상상해 보십시오.
이러한 작은 패턴의 모양과 크기는 이를 포함하는 재료의 물리적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 크기와 모양만 다른 금 나노입자는 더 큰 금 조각과 다르게 빛과 상호 작용합니다. 그 결과 금 나노입자는 우리가 일반적으로 금과 연관시키는 색상과 다른 색상을 표시하게 됩니다.
"나노물질"에서는 벌크 물질을 구성하는 매우 작은 영역의 크기와 모양이 그 특성에 영향을 미칩니다. 물리적 특성(예: 색상 또는 전기 전도도)은 나노 규모 도메인의 크기와 모양에 따라 달라지며 이는 종종 다음의 결과입니다. 표면 그리고 상호 작용 도메인과 주변 미디어 간의 상호 작용.
이미지 제공: NASA Ames 나노기술 센터
많은 작은 구조로 구성된 재료는 표면적이 매우 큰 경우가 많습니다. 그 이유는 많은 작은 구조의 표면적이 함께 벌크 재료의 매우 큰 표면적에 기여하기 때문입니다. 예를 들어, 신발 상자 크기의 재료 조각을 직경 2nm의 구로 분할한다면 이러한 구는 축구장 10,000개의 면적에 해당하는 신발 상자의 표면적에 해당합니다. 표면적이 너무 크면 물리적 특성이 표면 상호 작용에 의해 지배된다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
나노물질은 종류가 다양합니다. 나노 규모에서 흥미로운 특성을 나타내는 물질의 몇 가지 예는 다음과 같습니다. 탄소나노튜브, 무기 나노와이어, 덴드리머, 나노입자, 그래핀, 그리고 양자점.
탄소나노튜브
탄소나노튜브(CNT)는 직경이 0.4 nm 정도이고 길이가 수 나노미터에서 최대 1 밀리미터인 관 모양의 탄소입니다.
그래핀
그래핀은 벌집 모양의 결정 격자에 촘촘하게 들어있는 탄소 원자로 구성된 1원자 두께의 2차원 물질입니다.
무기 나노와이어
무기 나노와이어는 1-50 nm의 직경과 최대 1 마이크로미터의 원하는 길이를 가질 수 있습니다. 이는 흥미로운 전자, 광학 및 기타 특성을 제공하며 향후 작은 구성 요소를 소규모 회로에 연결하는 데 사용될 수 있습니다.
덴드리머
일반적인 폴리머는 선형 사슬처럼 움직이는 반면, 덴드리머는 나무 같은 폴리머입니다. 그들은 중앙 코어에서 뻗어나가며 상대적으로 속이 빈 코어를 둘러싸는 조밀한 표면을 나타냅니다. 그것들은 작은 핵심 분자 위에 만들어진 일련의 화학 껍질입니다.
나노입자
나노입자(1~100나노미터 크기)는 벌크 물질과 원자 또는 분자 구조 사이의 다리 역할을 하는 것으로 간주됩니다.
양자점
AFM 증착 Cr 나노도트. 제임스 E. 모리스 & 후이 서(2004)
탄소 나노튜브의 동소체와 같은 육각형 나노 기하학 6면 다각형 구조의 패턴입니다. 이미지 출처: Quality Stock Arts/bigstock.com
