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소재의 혁신을 불러일으킬 티타니....

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글쓴이 최고관리자 등록일 12-11-13 14:39
조회 733
    7년 전 미국 노스웨스턴 대학의 물리학 교수인 Latika Menon의 첫 번째 대학원생은 “세상을 변화시키기를 원한다”고 말했다. Menon 교수는 나노기공 알루미늄 산화물 분야에 최고의 전문가이다. Menon 교수는 이제 티타늄 산화물을 가지고 알루미늄 산화물과 유사한 시스템을 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 티타늄 산화물인 티타니아는 연료전지 및 태양 전지 패널의 개발에 활용될 수 있다. 티타니아는 자외선을 흡수하면 공기 중의 산소나 물속에서 강한 산화력을 가지는 활성 산소를 만들어낸다. 이로 인하여 오염 방지 작용, 공기 정화 작용, 항균 작용, 그리고 요즘 각광 받고 있는 환경 친화적인 광촉매의 작용도 하게 된다.

    “알루미늄은 절연체에 더 가깝다”며 “태양전지를 위해서는 반도체가 필요한데 티타니아는 반도체”라고 Menon 박사는 설명했다. 간단한 전기화학적인 방법으로 Menon 교수의 연구팀은 잘 배열되고 속이 빈 티타니아 나노튜브로 만들어진 소재를 개발했다. 실린더 모양의 수많은 튜브가 클러스터를 이루고 있으며 각각의 튜브는 평행하게 배열된다.

    염소가 포함된 소금 용액에 전압을 가하면 표면이 산화된 티타늄 포일 조각들이 생성된다. 티타니아는 매우 잘 정렬된 구조로 변한다. 자가 배열 공정을 거치기 때문에 배열에 관해서는 염려할 필요가 없다고 Menon 교수는 말했다. 이 방법은 간단하면서 공정비용이 저렴하다. 가장 중요한 것은 아마도 친환경적이라는 것이다. Menon 교수팀의 이번 연구 성과는 전 세계적으로 도전 받고 있는 건강과 안전 문제에 대한 해결책을 제시하는 새로운 수단이 될 수 있다.

    Menon 교수와 그의 연구팀은 초기에는 에너지 대체재로 활용될 수 있는 물질을 설계하고자 했다. 그러나 연구팀은 티타니아가 다른 응용분야에 활용될 수 있다는 것을 발견했다. 국립과학재단의 혁신기업 프로그램으로부터 50,000달러를 지원받았으며 현재는 이러한 기술을 상업화로 이어가고자 노력하고 있다.

    Menon 교수는 관모양의 플랫폼은 필터로도 활용될 수 있다고 제안했다. 균일한 모폴로지는 이러한 특별한 용용분야에서 이상적인 소재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다. Menon 교수에 의하면 생체적합성이 뛰어난 티타니아 나노튜브는 농업이나 화장품 분야에도 활용될 수 있으며 또한 연료 전지에서 값비싼 백금 와이어를 대신할 수소 생산 촉매제로 활용될 수 있다고 말했다. Menon 교수는 나노튜브는 박막의 포일 표면에서 쉽게 제거될 수 있다고 설명했다. 이러한 특성은 또한 휴대용의 유연한 광전지 등에도 활용될 수 있게 한다.

    더욱이 이러한 박막의 색깔은 나노튜브의 지름에 의해 결정된다. 크기가 실험 조건에 의해 조절될 수 있기 때문에 연구팀은 광전지를 효과적으로 디자인할 수 있으며 또한 건축물이나 자동차 산업의 페인트로도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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