大阪시립공업연구소의 무기기능재료연구실은 분말의 귀금속 착체를 가열분해하여 유기보호층으로 뒤덮인 귀금속 나노입자의 대량합성법을 개발했다. 착체설계나 가열시간 등을 제어함으로써 수 나노~수 십 나노미터의 입자를 얻을 수 있다. 일반적인 금속 나노입자의 화학적 합성법에 필요한 환원제, 안정제, 용매가 불필요. 연구실의 실험기구로도 40~50그램의 나노입자를 합성할 수 있어 제작 원가를 낮출 수 있어 중소기업도 도입하기 쉽다는 것이 특징. 나노입자화에 의해 금속의 융점이 내려가기 때문에 플라스틱 등 융점이 낮은 기판에 대한 전자회로제작 등의 응용을 기대할 수 있다.
개발한 방법에서는 호스핀과 카보키실레이트를 배위자로 하는 귀금속 착체를 이용했다. 금, 은, 백금의 착체를 각각 180℃, 250℃, 300℃에서 5~7시간 반응시키고, 후에 메타놀, 아세톤을 넣어 나노입자를 얻었다.
특히 금나노입자에서는 평균입자경 23나노미터의 단분사 입자를 얻을 수 있다. 이들 귀금속 나노입자의 금속함유율은 80~90%. 나노입자는 용매에 고분산한다. 응용으로서는 귀금속 나노입자를 넣은 페이스트를 기판에 코팅하고, 소성하면 유기보호층이 사라져 도전성막의 작제가 가능해진다. 균일한 박막이나 미세한 전자회로작제에는 입자경이 균일해야 하는 것이 필수.
착체설계, 가열시간을 바꿈으로써 금속나노입자의 저융점화 등이 가능하게 된다. 전자재료용 폴리이미드 필름이나 에폭시 수지 등의 기판에 적용하기 때문에 보다 저온에서 소결하는 나노입자를 개발한다. 앞으로는 용도에 따른 금속착체의 설계, 제조 프로세스를 생각해 중소기업에 기술이전을 추진할 생각. (NK)
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