나노파우더

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나노파우더에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 나노 파우더란?
1) 나노의 정의
2) 이 주제를 선택한 배경

2. 제법
1) 물리적 제조법
(1) 기계적 합금화
(2) 가스 증발 응축법
2) 화학적 합성법
(1) 기상 합성법
(2) 액상 합성법
(3) 고상 합성법

3. 응용분야
1) 나노 입자와 이들의 응집체 제조 및 응용
2) 고분자 나노 복합체의 응용
3) 금속/세라믹 나노 복합재
4) MEMS
5) 생체 의료용 응용

4. 전망

5. 참고 문헌

본문내용

e에 상관없이 고분자 입자는 미래의 새로운 분야의 발전에 매우 중요한 재료임에 틀림없다고 판단된다.
3) 금속/세라믹 나노복합재
금속/세라믹 나노복합재는 기능성 세라믹에 적용될 수 있다. 작은 양의 금속성 나노 분말들을 BaTiO3, ZnO, c-ZrO2에 첨가시키면 기계적 강도, 경도, 인성을 상당히 향상시킬 수 있다. 또한 나노 입자들을 분산시키므로서 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, mesoscopic oxide인 TiO2, ZnO, Fe2O3, Nb2O5, WO3, Ta2O5, 혹은 chalcogenide입자인 CdS와 CdSe등을 이용한 나노결정 electronic junction은 solar cell, battery, 발광 다이오드 등으로 다양하게 응용될 수 있다.
4) MEMS(micro electro mechanical system)
멤스(MEMS)란 마이크로 시스템, 마이크로 머신, 마이크로 메카트로닉스 등의 동의어로서 초소형 시스템이나 초소형 기계를 의미한다. 아직까지 정식으로 선정된 단어는 없지만 초소형 정밀기계 기술개발이라 부르고 있다.
5) 생체 의료용 응용
금이나 반도체의 나노 입자를 조제하고 면역진단이나 DNA분석에 응용하는 나노 바이오 기술에 대한 연구도 활발하게 전개되고 있다. 구체적으로 금 나노입자가 특정의 단백질과 합쳐지는 현상을 이용하는 것으로 혈액이나 소변, 체액에서 신속하고 간단하게 진단분석할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. 나노 바이오 기술이지만 고분자 재료설계의 관점에서 접근하는 것이 특징이다.
나노분말의 의료적 응용은 인체내의 원하는 위치에 약물을 전달하는 기능 (magnetic targeted carriers), 세포의 분리 정제 및 labeling (또는 assay), 자기공명 영상의 해상도 향상에 의한 질병(암)의 초기 진단 등으로 응용이 가능하다. 그리고 이러한 재료는 주로 나노 복합체 분말이 쓰이고 있다. 세포의 정제, 분리 및 labeling 응용 (<그림 3-8> 참조)에서 나노 분말의 장점은 다음과 같이 요약될 수 있다. (1) biodegradable 하며 세포의 기능에 영향을 주지 않음, (2) 세포에 기계적 응력을 주지 않고 안정한 콜로이드를 형성하여 침전하거나 응집되지 않음, (3) target 세포와 결합하는데 걸리는 시간 (incubation time)이 짧기 때문에 공정 시간이 단축됨, (4) 입자가 매우 작아 빛의 산란에 영향을 주지 않는다.
<나노 파우더의 다양한 응용>
분야
응 용
전자/통신
-낮은 전력소모, 저생산 비용을 갖고 백만배 이상의 성능을 갖는 나노 구조의 마이크로프로세서 소자
-10배 이상의 대역폭과 높은 전달 속도를 갖는 통신시스템
-현재보다 수천배크고 크기는 작은 대용량 정보저장장치
-대용량 정보를 수집 처리하는 집적화된 나노센서시스템
의료
-나노 구조물을 통한 약물전달 시스템
-내구성 및 생체 친화력이 있는 인공기관
-인체의 질병을 진단, 예방할 수 있는 나노센싱 시스템
환경/에너지
-나노미터 크기의 다공질 촉매제
-극미세 오염물질을 제거할 수 있는 다공질 물질
-고효율, 저비용 태양전지의 개발
-환경물질의 미량 분석 기술, 표준물질의 개발
-광에너지 저장형 전지의 고효율화
-시한분해성 나노재료의 개발
생명공학
-의료, 생체관련 마이크로, 나노머신 개발
-나노재료에 의한 고성능의료기구의 개발
-체내에 도입해 검사, 치료를 행하는 마이크로, 나노 의료 머신
재료/제조
-기계 가공하지 않고 정확한 모양을 갖는 나노구조 금속
-절삭공구나 전기적, 화학적, 구조적 응용을 위한 나노코팅
-나노메탈 제조 프로세스
-나노입자 합성 기능화 기술
-독창적 고기능재료 기술
-Supermetal 기술 개발
-금속 나노입자 신기능
-초고주파 소자용 재료
-신규 나노 스케일 물질의 창조
항공우주
-저전력, 항방사능을 갖는 고성능 컴퓨터
-마이크로 우주선을 위한 나노기기
-나노구조 센서, 나노전자공학을 이용한 항공전자공학
-내열, 내마모성을 갖는 나노코팅
4. 전망
독일 교육 과학 기술 연구부가 발표한 2001년 세계 나노기술 시장 전망은 아래와 같다. 이중에서 나노 금속 입자를 포함하는 나노입자 기술 관련 시장이 약 200억 달러정도로 전체 나노기술 시장의 23%를 차지한다. 이는 나노 입자를 포함하는 제품 전체의 시장이며 나노 입자 자체만으로 볼 때 미국의 Business Communication사의 전망에 의하면 2001년 미국 시장이 약 1억5천5백만 달러에 달하여 년 평균 29.6%의 시장 성장을 보일 것으로 예측하였다.
국내 시장은 미국의 1/10로 가정하면 2001년 입자 자체로의 시장이 약 180억원에 달하나 이들이 적용된 제품의 시장까지 합할 경우 그 시장은 매우 크다고 할 수 있다. 한편 현실적으로 국내 나노 분말 입자재료는 대부분 외국에서의 수입에 의존하는 실정이므로 이들의 제조기술을 국내 자체에서 보유하는 것이 매우 중요하다.
이런 신개념의 소자는 국내 주력산업인 반도체 이후의 산업을 주도할 수 있으며 특히 세계최고 수준인 국내 반도체 기술과 연계될 경우 최대한의 시너지 효과를 나타낼 수 있어 정보산업 전반에 걸쳐 지대한 기술적 경제적 파급효과를 발생시킬 수 있다. 또한 나노기술은 전자, 통신, 환경, 생명과학, 재료 공학, 방위 산업, 의학 등 사회 전반의 패러다임을 바꿔 놓게 될 것이다.
5. 참고 문헌
나노 금속 분말의 제조, 응용 및 특성 평가, 금속심사담당관, 특허청, 2003.
나노의 세계, 노승정, 북스힐, 2006.
나노금속분말의 제조 및 응용 현황, 김병기, 최철진, 대한금속재료학회, 2000.
나노 분말 재료 : 합성, 물성, 응용, 박종구, 대한금속재료학회, 1999.
화학기상 응축법에 의한 나노분말의 제조 및 응용, 김진천, 하국현, 최철진, 김병기, 한국분말야금학회지, 2005.
나노 분말 제조 및 응용 기술, 김흥회, 한국분말야금학회,2005.
가스응축법에 의한 나노상 ZnO 분말 합성시 입자성형에 미치는 공정변수의 영향, 김진수, 김정한, 박종구, 허무영, 한국분말야금학회, 2000.
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