금��노입자제조응용사례 레포트

가. 나노재료란?

1차원적 또는 3차원적으로 1-100nm의 크기로 존재하는 재료이다. 기존 재료들에서는 대부분의 원자가 재료의 물체내부(bulk) 에 존재하는 반면, 나노재료에서는 대부분이 표면에 존재한다. 이처럼 대부분의 원자가 놓인 환경이 다르므로 나노재료는 기존의 재료왿� 실질적으로 다를 수밖에 없다. 나노재료의 넓은 표면적은 보다 뛰어난 화학적, 기계적, 광학적, 자기적 성질을 의미하며 이는 다양한 구조적, 비구조적 차원에서 활용될 수 있다.


나. 나노입자의 특성

물질이 나노미터 크기로 작아지게 되는 경우, 재미있는 현상은 나노 물질의 경우 기존의 벌크 물질과는 전혀 다른 물리적 화학적 특성을 가지게 된다.
나노입자는 분자 하나왿� 벌크의 중간 성질을 가지고 있고 입자 크기를 바꾸면 그 성질도 바뀐다. 나노 입자의 밝은 색깔은 입자의 표면 전자가 빛과 상호작용하여 진동하는 것으로 설명할 수 있다. Mie 왿� Drude식에 따르면, 나노 입자의 크기가 커지면 표면 플라스몬의 흡수 파장은 길어진다. 또 나노 입자의 모양이나 매질의 굴절률도 흡수 파장에 영향을 끼친다.
예를 들어, 금 나노 막대의 경우, 흡수 밴드가 근적외선 영역까지 이동하는 것이 보고 되기도 하였다. 표면 플라스몬 흡수 밴드는 나노 입자 사이의 거리에 의존한다. 나노 입자가 모여있으면 상호 작용에 의해 각각의 진동의 합 이 되는 진동을 하게 되고, 흡수 밴드의 위치도 변하게 된다. 나노 입자의 환경에 따른 민감한 색깔 변화는 나노 입자를 센서 분야에서 활용 할 수 있게 한다.

다. 표면플라스몬밴드(SPB)

물이나 유리 속의 AuNP가 발하는 짙은 적색은 520 nm의 가시광선 대역의 파장을 흡수하는 표면 플라스몬 밴드(SPB : Surface Plasmon Band) 때문이다. SPB 는 나노입자 표면에서 전도대(valence band)의 6s 전자 가스(electron gas)가 집합적으로 진동하면서 나타나는 현상이다.
Mie의 이론에 의하면 SP 흡수 및 산란 단면적은 표 면 전자 및 자기적 진동의 합으로 나타낼 수 있다. 표면 플라스몬 공명은 구형입자에 대한 Maxwell 방정식을 풀어서 정량적으로 표현한다.