금 나노 입자의 합성

Abstract
본 연구는 Trisodium citrate를 이용하여 금 나노 입자를 합성하는 실험이다. 이를 통해 금 나노 입자를 제조하고 반응 조건에 따른 금 나노 입자의 크기의 변화 등을 이해한다. 또한 금 나노 입자를 합성하는 과정을 통해 표면 플라즈몬을 이해하는 것을 목표로 한다.
Background Theory
1. 나노 입자란?
나노 입자란 적어도 한 차원이 100 nm 이하의 크기를 갖는 입자를 말한다. 나노 입자는 그 물질의 벌크(bulk) 상태왿�는 다른 독특한 특성을 나타내기도 하며 그에 따른 여러 응용 가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있다. 그 중 금속 나노 입자는 금속의 흥미로운 특성들로 인해 특히 전자, 정보저장, 촉매 등 여러 분야에 응용되고 있으며 최근에는 광전자, 센싱, 이미징을 비롯하여 의료 분야까지 그 응용 분야를 넓혀가고 있다.
금속 나노 입자 응용의 대부분은 금속 나노 입자의 크기 및 형태의 정교한 제어를 요구하는데 이는 금속 나노 입자의 특성이 입자의 크기왿� 형태에 따라 크게 달라지기 때문이다. 나노 입자의 크기가 특성에 영향을 미치는 한 가지 예로, 촉매 반응의 경우 금속 나노 입자의 크기가 작아짐에 따라 그 촉매 활성이 커지는 것을 생각해 볼 수 있다.
금속 나노 입자의 형태에 따라서도 촉매 활성이나 선택도가 크게 달라지게 되는데 이는 서로 다른 형태의 나노 입자는 촉매 반응이 일어 나는 금속 나노 입자의 외부 노출면이 서로 다른 결정면으로 이루어져 있기 때문이다. 이렇듯 금속 나노 입자의 크기 및 형태 제어는 금속 나노 입자 응용에서 매우 중요하며 관련 연구가 나노기술 분야의 큰 축을 이루고 있다.

2. 금 나노 입자 합성 방법
1) Citrate 환원법
Citrate 환원법은 금 이온을 환원시켜 금 나노 입자를 합성하는 방법 중 가장 보편적으로 쓰이는 방법이다. 금 나노 입자를 증류수, HAuCl4 그리고 sodium citrate 단 세 가지 물질로 한 스텝에 간단히 만들 수 있어 현재까지도 많이 이용되는 방법이다. Turkevitch 법은 1951년 러시아의 화학자인 Turkevitch 가 보고한 것으로써 물속에서 HAuCl4를 citrate 로 환원시켜 약 20 nm 크기의 금 나노 입자를 합성한 방법이다.