Au 나노 와이어를 정렬 시키는 방법에 대한 탐구 안동대학교 물리사사과정(2) 최종우, 최재현, 최원찬, 이은석
실험 동기
Au 나노 와이어 정렬 실험 순서 정리도
Au 나노 와이어 제작 과정
준비물 핀셋, 은박지, 장갑, 증류수 보관용 비커, 폐수 처리용 비커, 플래티넘 양극, Au 용액, 스포이트, membrane, Lab view 프로그램, 고무 패킹, 실린더, Reference
Au 나노 와이어 제작 과정 Au 나노 와이어의 형틀인 membrane
Au 나노 와이어 제작 과정
Au 나노 와이어 제작 과정 Au 나노 와이어 전기 도금 장치의 개요도
Au 나노 와이어 제작 과정
Au 나노 와이어 제작 과정
Au 나노 와이어 제작 과정
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
Au 나노 와이어 정렬
* 브라운 운동
전극판 제작
전극판 제작
전극판 제작
가설1 : 전극판에 DCV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것이다.
가설 1 실험 영상 가설1-전극판에 DCV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
가설 1 비성립 원인 증류수 속의 이온(수소 이온, 산소 이온)이 Au 나노 와이어의 양 극에 붙어 발생하는 중화반응으로 인해 브라운 운동 상태 유지 가설1-전극판에 DCV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
가설2 : 전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것이다.
가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
주파수 별 Au 나노 와이어 정렬 여부(증류수) 임계주파수 주파수 (KHz) 50 80 100 200 300 정렬 여부 X ∆ O
주파수 별 Au 나노 와이어 정렬 여부(소금물) 임계주파수 주파수 (KHz) 500 600 700 800 900 정렬 여 부 X ∆ O
가설2 성립 원인 증류수 속의 이온(수소 이온, 산소 이온)이 Au 나노 와이어의 양 극에 붙기 전 재빨리 양 전극판의 전기적 상태가 바뀌므로 이온이 Au 나노 와이어의 분극을 막지 못함 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
실험 결론 DCV는 일정한 방향으로 전압을 계속 흘려줌으로써 이온에 의한 Au나노 와이어의 전기적 중성 상태가 지속되어 Au나노 와이어의 정렬이 이루어지지 않음. ACV는 양 전극의 극성을 주기적으로 바꾸어 Au나노 와이어에 이온이 달라붙지 못하게 함으로써 Au나노 와이어를 정렬시킬 수 있었음. 진폭을 고정한 상태로 주파수를 바꾸면 증류수 속의 이온들이 Au나노 와이어의 양극에 붙지 않을 만큼의 주파수(임계 주파수)에서부터 Au 나노 와이어가 정렬됨. 증류수의 전기 전도도가 약 11μS/cm, 소금물의 전기 전도도가 약 60 μS/cm이므로 소금물에서 실험했을 때의 임계주파수가 증류수에서 실험했을 때의 임계주파수보다 이론적으로는 약 6배, 실제 측정 결과 7배 정도가 된다는 결론을 얻음.
느낀 점 Au 나노 와이어를 만들고 정렬하는 방법에 대해 탐구하는 과정을 통해 과학적 호기심의 해결 과정을 체험할 수 있었음. 가설을 설정하고 그것이 성립하거나 성립하지 않은 이유를 과학적으로 증명하는 과정의 중요성을 몸소 체험할 수 있었음. 첨단 실험 장비를 활용한 실험을 통해 과학도의 길을 걷는 것에 많은 동기 부여와 경험을 제공함.
감사합니다.