일반기술

광기능성 반도체가 도입된 이중적 나노기공성 배향막 및 그의 제조 방법

* 주요 내용180 내지 220㎚의 크기를 갖는 나노기공성 알루미나 거대 기공막 내부에 광기능성 반도체 나노입자가 도입된 5 내지 10㎚의 크기를 갖는 실리카 미세 나노기공 물질을 갖는 것을 특징으로 하는 광기능성 반도체가 도입된 이중적 나노기공성 배향막.* 배경나노미터(㎚: 10-9m) 크기의 구경을 가지는 나노기공성 물질은 그 독특한 나노 특성으로 인하여 불균일 촉매나 나노크기 분자들의 분리, 새로운 나노 복합체의 합성과 같은 다양한 분야에서 지대한 관심을 받고 있다. 현재까지 다양한 조성의 금속 산화물이나 반도체 물질들이 수 나노미터의 구경크기를 갖는 나노기공성 물질로 제조되어져 왔지만, 이러한 물질들은 거시적 측면에서 보면 보통 마이크로미터(㎛: 10-6m) 크기의 입자들로 이루어진 분말 형태로 제조되는 경우가 대부분이었다. 때문에 평방 센티미터(㎠) 정도의 넓은 영역에서 정렬성이 우수한 나노기공 물질의 제조는 관련 분야에서도 매우 어려운 기술로 생각되어지고 있었다. 이러한 기술적 어려움에도 불구하고 수 나노미터 크기의 구경을 갖는 막 형태의 나노기공성 물질은 일정방향으로 배열된 나노기공의 정렬특성으로 인하여 다양한 과학적, 기술적 측면에서 폭넓은 응용성이 기대되므로, 막 형태의 나노기공성 물질 제조에 대한 연구가 세계적으로 활발히 시도되어져 왔다.최근에 아키라 야마구치 등(A. Yamaguchi, et al.)은 나노기공성 알루미나의 거대 기공 내에서 단분자 계면활성제(surfactant)의 자기조립(self-organized) 주형(template)을 이용하여 3㎚의 구경크기를 갖는 이중적 나노기공성 구조를 갖는 나노기공 물질을 개발하였다. 제조된 나노기공성 배향막은 수 나노미터 범위 내에서 크기 선택적인 분자체 효과를 지니고 있다(A. Yamaguchi, et al., Nature Mater., 2004, 3, 337). 이러한 양쪽 면이 모두 뚫려있는 배향막은 기공 내부에 적당한 기능성이 도입될 경우 관련 응용분야(분자촉매반응, 센서 등)에서 잠재적 활용성이 매우 지대할 것으로 기대된다.따라서, 본 발명에서는 나노기공성 알루미나 거대 기공(약 200㎚) 막(membrane) 내부에 광기능성 반도체(황화카드뮴) 나노입자가 도입된 실리카 미세 나노기공(약 6㎚) 물질을 주입함으로써, 가시광선 영역에서 반도체 나노입자의 독특한 광기능성이 탑재된 이중적 나노기공성 배향막을 새로이 개발하기에 이른 것이다.* 구성하나의 양태로서, 본 발명은 180 내지 220㎚, 바람직하게는 200㎚ 의 크기를 갖는 나노기공성 알루미나 거대 기공막 내부에 광기능성 반도체 나노입자가 도입된 5 내지 10㎚, 바람직하게는 6㎚의 크기를 갖는 실리카 미세 나노기공 물질을 갖는 것을 특징으로 하는 광기능성 반도체가 도입된 이중적 나노기공성 배향막을 제공한다.상기 광기능성 반도체는 CdS, ZnS, PbS 및 TiO2 로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 CdS 이다.본 발명에서 나노기공성 알루미나의 “거대 기공”이란, 일반적으로 나노기공의 크기가 50㎚ 이상 인 것을 말하며, “미세 나노기공”이란, 나노기공의 크기가 50㎚ 이하 인 것을 말하는 것이다.* 효과본 발명에 의한 광기능성 반도체가 도입된 이중적 나노기공성 배향막은 다중 기능성을 갖는 나노복합체 물질로서 산업적으로 효용성이 큰 불균일 촉매 반응계 및 분자 크기에 선택적 기능성을 보이는 나노 센서 등에 응용될 수 있는 효과가 있다. 상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.