[나노실험]금나노입자의 제조왿� 광학적 특성 파악

실 험 제 목
금나노입자의 제조왿� 광학적 특성 파악

실 험 목 적
금나노입자의 크기에 따라 변하는 색깔을 확인하고 금나노 입자를 제조한다.

※ 구형입자 만들기
1. 0.01%의 수용액 200ml + 1%의 구연산 나트륨 수용액 7ml
( 0.01%의 수용액이 만들어져 있지만 혹시 만들어야 할
경우에 보통 금속과 반응하므로 금속이 아닌 시약스푼을 사용한다. )
단, 끓을 때까지 실험해야 하므로 100℃의 항온조에서 실험한다.

⇒ 금나노입자는 나노크기에 따라 다양한 색을 가지고 있다.
※ 크기가 20nm 이하의 금입자는 빨간색을 띈다는 사실을 아는 사람은 드물다. 마찬가지로 마이크로미터 이상의 은덩어리는 은백색을 띄고 있지만 나노크기의 은입자는 노란색을 띈다. 이처럼 나노물질은 그 크기에 따라 색상이 변한다. 이를테면 CdSe 반도체 나노입자는 그 크기가 1.2nm에서 12nm로 증가함에 따라 청색에서 초록, 노란색을 거처 빨간색으로 변한다. 만약 각 크기별 나노입자들이 분산된 용액은 형형색색의 무지개빛 형광을 발한다. 이것이 금나노 물질의 독특한 광학현상이다.
이러한 나노 물질들이 위왿� 같은 독특한 특성을 갖는 이유는 이들의 표면적이 대단히 크다는 점이 큰 기여를 하고 있다. 입자의 크기가 작아질수록 표면 원자가 차지하는 비율이 높아지는데 열역학적인 관점에서 보면 표면을 구성하는 원자들은 내부에 위치한 원자보다 에너지가 높기 때문에 나노 물질은 벌크 물질보다 단위당 높은 에너지를 나타내는데 이를 양자크기 효과(quantum size effect)라 한다. 이런 양자크기 효과 때문에 나노 물질의 가공시 유용성, 촉매로 사용시 높은 활성력, 흥미로운 광학적 성질을 나타낸다.
따라서 나노 크기의 물질들이 발현하는 다양하고 독특한 물리 및 화학적 성질을 찾아내고, 병행하여 서로 조합시켜 매우 유용한 성질의 소재, device, syste을 생산하는 나노기술을 개발할 수 있으며, 무한히 새로운 물질을 창조할 수 있다.