이성분계 플라즈모닉 금속으로 이루어진 금 나노로드 기반의 다층박막 구조 나노입자의 합성과 응용

Abstract

귀금속 나노입자의 경우 그 입자의 크기와 모양에 따라 독특한 물리 화학적 특성을 가진다. 때문에 이와 같은 귀금속 입자를 합성하는 과정과 응용하는 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 또한 이러한 귀금속을 두가지 이상 사용하여 바이메탈릭 입자를 합성하면 그 특성이 더욱 우수해지거나 두가지 특성을 모두 띠는 입자가 형성된다. 따라서 본 연구에서는 바이메탈릭 입자를 합성하여 바이오센서와 물 분해 수소촉매로서 응용해보았다. 귀금속 입자중 금, 은 나노입자의 경우 우수한 광학적 특성을 가지고 있는데, 이로 인해 광촉매, 조영제, 약물전달, 바이오센싱분야에서 널리 사용되고있다. 본 연구에서는 금 나노로드를 기반으로 한 금 은 바이메탈릭 나노입자를 합성하고, 이 입자를 self-assembled 시킨 SERS-active 기판의 라만신호를 비교하여 기존의 금 나노로드보다 금 은 바이메탈릭 나노입자를 사용한 SERS기판의 성능이 우수함을 확인하였으며, 바이오센서로서의 성능 또한 확인해보았다. 귀금속 입자중 플래티넘은 물분해 수소촉매로서 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 그 비용이 비싸 이를 대체하거나 소량을 사용하여 효과를 극대화 시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 때문에 본 연구에서는 금 나노로드 기반의 금@은 코어쉘을 합성한 후 소량의 플래티넘 용액을 첨가하여 갈바닉 치환반응을 일으켜 중공 플래티넘 나노입자를 합성했고, 이를 이용하여 알칼리와 산조건에서의 물 분해 수소촉매로서 성능을 확인해보았다. 그 결과 합성한 중공 플래티넘 나노입자는 기존에 사용되는 플래티넘 촉매(플래티넘10%) 보다, 더 우수한 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.