소개글
"금, 은 나노입자의 합성 예비"에 대한 내용입니다.
목차
1. 콜로이드 용액의 특성
1.1. 콜로이드의 정의 및 종류
1.2. 졸(sol)과 겔(gel)
1.3. 엉김(coagulation)과 염석(salting out)
1.4. 틴들 현상(Tyndall phenomenon)
1.5. 브라운 운동(Brownian motion)
2. 금, 은 나노 입자의 합성
2.1. DLS (Dynamic Light Scattering)
2.2. 제타 전위 (Zeta-potential)
2.3. LSPR (Localized Surface Plasmon Resonance)
2.4. 왕수 처리
3. 실험 기기 및 시약
3.1. 마그네틱 바 & Hot plate
3.2. 적색, 녹색 레이저
3.3. DLS 및 제타 전위 측정기
3.4. 실험 시약 정보
4. 실험 방법
4.1. 20nm 금 나노 입자 합성
4.2. 60nm 은 나노 입자 합성
5. 참고 문헌
본문내용
1. 콜로이드 용액의 특성
1.1. 콜로이드의 정의 및 종류
콜로이드는 크기가 1~1000nm 정도의 미립자가 다른 물질 속에 분산되어 있는 상태를 말한다. 콜로이드는 일반적인 용액과는 달리 용질과 용매가 구분되지 않고 미립자가 현탁되어 있는 혼합물의 형태를 띤다. 콜로이드 용액이란 콜로이드 입자가 분산되어 있는 액체를 말하며, 분산되어 있는 입자 물질을 분산질, 분산의 매체 물질을 분산매라고 한다.
콜로이드는 분산질과 분산매의 상태에 따라 다양한 종류로 분류될 수 있다. 분산질과 분산매의 상태에 따른 콜로이드의 종류와 예시는 다음과 같다:
고체 콜로이드: 고체가 기체나 액체 중에 분산된 상태. 예시로는 연기, 먼지 등의 에어로졸이 있다.
액체 콜로이드: 액체가 기체나 고체 중에 분산된 상태. 예시로는 우유, 마요네즈 등의 에멀션이 있다.
기체 콜로이드: 기체가 고체나 액체 중에 분산된 상태. 예시로는 비누거품, 스티로폼 등의 겔이 있다.
또한 분산매가 물인지 여부에 따라 친수 콜로이드와 소수 콜로이드로 나뉜다. 친수 콜로이드는 물에 대한 분산질의 친화성이 큰 경우이며, 녹말, 단백질 등이 이에 해당한다. 소수 콜로이드는 물에 대한 분산질의 친화성이 작은 경우이며, 금속 입자, 금속 황화물 등이 이에 해당한다.
1.2. 졸(sol)과 겔(gel)
졸(sol)이란 액체를 분산매로 하는 콜로이드로, 일반적인 콜로이드 용액을 말한다. 졸은 고체 입자가 액체 중에 분산되어 있는 유동성을 지닌 상태이다. 전분 용액이나 아교 용액 등이 졸의 대표적인 예라고 할 수 있다. 졸은 콜로이드 입자가 액체 중에 분산되어 있어 유동성을 가지고 있다는 점에서 특징적이다.
한편 겔(gel)은 졸이 일정 농도 이상으로 진해져서 튼튼한 그물 구조가 형성되어 굳어진 상태를 말한다. 즉, 졸이 겔화되면서 콜로이드 입자들이 서로 연결되어 튼튼한 입자 네트워크를 형성하게 되는 것이다. 이렇게 생성된 겔은 고체와 같은 형태를 가지면서도 액체와 유사한 유동성을 지니게 된다. 젤리나 묵 등이 겔의 대표적인 예라고 할 수 있다.
졸과 겔의 가장 큰 차이는 입자의 구조적 배열에 있다. 졸은 액체 중에 콜로이드 입자가 균일하게 분산되어 있는 유동적인 상태이지만, 겔은 콜로이드 입자들이 서로 연결되어 튼튼한 그물 구조를 형성한 고체와 유사한 상태이다. 이처럼 졸과 겔은 물리적 상태가 다르지만, 입자가 고르게 분산되어 있다는 점에서는 공통점이 있다.
1.3. 엉김(coagulation)과 염석(salting out)
엉김(coagulation)은 물에 대한 친화력이 약한 소수 콜로이드에 소량의 전해질을 가할 때 콜로이드 입자가 전하를 잃게 되면서 가라앉는 현상이다. 원래 소수 콜로이드 용액은 콜로이드 입자 간 반발력이 작용하여 가라앉지 않지만, 소량의 전해질을 넣게 되면 반대전하의 이온이 콜로이드 입자에 흡착되어 입자 간 반발력이 줄어들게 되고 결국 입자들이 뭉쳐 침전되는 것이다. 전해질의 양이 많을수록, 전하의 크기가 클수록 엉김 현상이 더욱 잘 일어나게 된다.
한편 염석(salting out)은 물에 대한 친화력이 높은 친수 콜로이드 용액에 다량의 전해질을 가할 때 발생하는 현상이다. 친수 콜로이드의 경우 콜로이드 입자 주변을 물 분자가 둘러싸고 있어 안정한 상태를 유지하지만, 다량의 전해질을 넣어주면 물 분자와 전해질 간 정전기적 인력이 작용하여 물 분자가 콜로이드 입자로부터 떨어져 나오게 된다. 이때 물 분자가 떨어져 나간 콜로이드 입자들이 서로 뭉쳐 침전되는 것이 염석 현상이다.
따라서 엉김과 염석은 모두 콜로이드 입자들이 뭉쳐 가라앉는 현상이지만, 콜로이드의 친수성 정도와 전해질 양에 따라 구분된다고 할 수...
참고 자료
클로이드
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B5%90%EC%A7%88
졸과 겔
https://ywpop.tistory.com/13409
엉김과 염석
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=dyd9999&logNo=70024502491&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F
DLS
https://www.malvernpanalytical.com/kr/products/technology/light-scattering/dynamic-light-scattering
브라운운동
https://www.scienceall.com/%EB%B8%8C%EB%9D%BC%EC%9A%B4-%EC%9A%B4%EB%8F%99brownian-motion/
네이버 지식 백과 두산백과 – 콜로이드, 브라운 운동
네이버 지식백과 물리학백과 – 틴들현상, 제타전위
네이버 지식백과 화학백과 – 왕수
CHAINED LABS ‘Dynamic Light Scattering’
MSDS
안전보건공단 화학물질정보, www.msds.kosha.or.kr
사이언스올, https://www.scienceall.com
국가나노기술정책센터, https://www.nnpc.re.kr
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