포토크로믹 유리

소개글

포토크로믹 유리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 팀원 소개 및 역할
2. 주제선정배경
3. Photochromic glass
4. Photochromic glass의 종류
5. Photochromic glass의 특징
6. Photochromic glass의 조성 및 생성
7. Photochromic glass의 경제성
8. 활용분야
9. 앞으로의 전망
10. 참고문헌

본문내용

암색화하고(그림 1.(c)), 암소에서 다시 본래로 되돌아간다. 이 변화는
(식 1.)
로 표시된다. Ag0는 은 원자를 나타내는데, 이 Ag0 또는 그것들이 몇 개가 모여서 된 콜로이드 입자가 착색의 원인이다.
그림 2.에 포토크로믹유리의 조사 전후의 투과율곡선을 나타낸다. 붕규산염계, 알루미노인산염의 어느 것의 유리도 550~600nm에 흡수피크의 어떤 폭넓은 흡수대를 가지고 있다.
흡수대의 폭이 넓은 것은 착색에 관계하는 은 콜로이드의 조성이나 입경에 분포가 있기 때문일 것이다. 그림 3.에 시판의 포토크로믹유리의 암색화곡선을 나타낸다.
(식 1.)에 나타낸 바와 같이, 포토크로믹유리에서 암화반응은 할로겐화은의 광분해이기 때문에, 사진의 반응과 유사하다. 사진필름에서는, AgBr의 광분해에 의해 생긴 정공(Br0)을 젤라틴으로 포획하여
반응이 원상태로 돌아가는 것을 막아, 안정한 은 콜로이드를 만든다. 이것에 대하여, 포토크로믹유리에서는 , 할로겐화은 결정은 불투과성, 비반응성의 유리 메트릭스에 묻혀 있기 때문에, 광분해에 의해 생긴 은 원자 Ag0나 정공 Cl0, Br0이 할로겐화은 결정입자로부터 달아나 없어지게 되어, 광조사를 멈추었을 때, (식 1.)의 반응은 오른쪽에서 왼쪽으로 진행되어 무색의 상태로 되돌아간다. 유리의 미량성분으로 가해져 있는 Cu는, 증감제로서 작용한다.
<그림 1>
<그림 2>
<그림 3>
포토크로믹 글래스는 일반적으로 은 할로겐화물(silver halide)을 유리에 첨가하여 제조한다.
유리 제조과정에서 유리내부에 매우 미세한 결정상의 은 할로겐화물이 전체적으로 퍼져있도록 한다. 여기에 빛이 조사되면 은이온은 은원자로 전환되면서 빛을 흡수하고 유리는 빛을 차단하게 되는 것이다.
빛이 차단되는 경우, 은원자는 은 할로겐화물의 이온 결정체로 되돌아가고 빛차단 효과는 사라진다. (아래 그림 참조)
<포토크로믹유리를 자외선에 노출시켰을 경우>

Photochromic glass의 경제성
국내 신소재유리(뉴글라스) 시장현황(단위: 억원)
구 분
2004
2005
2006
2007
광학기능
3,312
5,851
8,233
12,194
전기전자기능
789
2,243
3,524
6,121
열적/기계적
466
461
571
768
화학생체적합기능
25
28
35
123
계
4,592
8,538
12,362
19,205
자료: 전략기술경영연구원, 신소재유리 시장현황(2007)
국외(일본)신소재유리(뉴글라스) 시장현황(단위: 억원)
구 분
2004
2005
2006
2007
광학기능
30,900
68,400
107,800
150,000
자기적기능
200
500
1,200
400
전기전자기능
8,200
14,750
19,700
30,000
열적기능
2,800
5,200
7,300
15,000
기계적기능
4,800
8,600
15,500
20,000
화학생체적합기능
2,600
4,200
9,200
14,000
계
50,900
104,350
165,000
229,400
자료: 전략기술경영연구원, 신소재유리 시장현황(2007)
국내 뉴글라스 시장현황은 2004년 이래로 꾸준히 상승하고 있으며 그 중 특히 포토크로믹유리 즉, 광학기능의 뉴글라스가 전체 뉴글라스 시장현황에서 높은 비율을 차지하고 있음을 알 수 있다. 국외(일본)의 뉴글라스 시장현황과 비교해 볼 때 에도 광학기능 부분에서 높은 경쟁성을 나타내고 있음을 알 수 있다.
활용분야
할로겐화은 포토크로믹유리는 광에 의하여 암색화하고, 자연적으로 퇴색한다고 하는 흥미 있는 성질을 가지며, 암화 퇴색을 반복하여도, 또 공기 중에서 방치하여도 특성이 변화하지않는 안정한 유리 이므로, 아래 표에 나타난 바와 같이, 여러 가지 광 디바이스의 소자로서 응용할 수 있다.
표 2. 포토크로믹유리의 응용
신체의 보호
안경렌즈
자동차의 앞 유리
섬광으로부터 눈의 보호
기 기
정보 보존(광학적 기억장치)
표시장치
홀로그램
광학밸브(제어 또는 감시용)
카메라 렌즈
자외선 선량계
기 타
창유리
건축물의 벽(장식용)
빛에 감응하는 식료품 병
앞으로의 전망
현재 포토크로믹스유리는 주로 퇴색속도가 작기 때문에, 지금은 널리 사용되고 있는 곳은 안경렌즈 뿐이다. 자동차의 앞유리는, 포토크로믹스유리로 하면, 맑은 날의 운전 중에 눈부심으로부터 눈을 보호하는 효과가 있어 유망하게 생각되지만, 실제로 사용하기 위해서는, 암화퇴색이라 하는 빛에 대한 응답속도가 아직 조금 큰 것이 필요하다. 섬광으로부터 눈의 보호에 사용하기 위해서는, 암화도와 암화속도가 더욱 높게 되지 않으면 안 된다.
정보표시에 사용된 예로는, 하루 중의 시각의 변화에 따라서 포토크로믹유리의 투과율이 어떻게 변화하는 가를 나타낸 것이 있다. 햇볕, 뇌우, 흐림, 일몰 등의 일조강도의 변화에 대응하여 투과율이 변화하는 모양을 보여준다.
포토크로믹유리를 사용하면 삼차원적으로 상을 그려 넣을 수가 있으므로 홀로그램상을 기록하는 것이 가능하다. 광학밸브, 카메라렌즈는 빛에 의하여 포토크로믹유리가 암화하여 투과율이 감소하는 것을 이용한 것이다. 자외선 선량계의 투과율의 변화를 이용하는 것이다. 현재, 이들의 디바이스에 포토크로믹유리가 이용되고 있지 않는 것은, 암화퇴색 속도가 작은 것, 암화도와 빛의 양의 관계가 온도에 따라 변화하는 것 등의 이유 때문이다.
포토크로믹유리는 빛에 의해 암화하고, 빛이 없는 곳에서 퇴색한다는 흥미 있는 광기능유리로, 안경렌즈에 이용되어, 눈의 보호 역할을 하고 있다. 이의 광기능성을 이용하여 디바이스의 소자로 하기 위해서는 포토크로믹 특성을 더욱 개선할 것, 특히 퇴색속도를 크게 하는 것이 필요하다.
<디바이스>
참고문헌
- 문종수/New glass(뉴글라스)/두양사/2004/pp.89~98
- 라이터스/파인세라믹스산업/라이터스 편집부/2006/pp.65~69
- 강원호/뉴글라스/단국대학교출판부/2004/pp.31~42
- www.google.co.kr
- http://www.youtube.com/watch?v=FxkrySbL7YE
- http://www.optical4less.com/

키워드

포토크로믹 유리,   Photochromic glass,   신소재 ,   신소재유리,   신소재공학,   유리,   유리소재