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Au 나노 와이어를 정렬 시키는 방법에 대한 탐구
안동대학교 물리사사과정(2) 최종우, 최재현, 최원찬, 이은석
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실험 동기
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Au 나노 와이어 정렬 실험 순서 정리도
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Au 나노 와이어 제작 과정
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준비물 핀셋, 은박지, 장갑, 증류수 보관용 비커, 폐수 처리용 비커, 플래티넘 양극, Au 용액, 스포이트, membrane, Lab view 프로그램, 고무 패킹, 실린더, Reference
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Au 나노 와이어 제작 과정 Au 나노 와이어의 형틀인 membrane
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Au 나노 와이어 제작 과정
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Au 나노 와이어 제작 과정 Au 나노 와이어 전기 도금 장치의 개요도
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Au 나노 와이어 제작 과정
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Au 나노 와이어 제작 과정
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Au 나노 와이어 제작 과정
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 획득 과정(에칭)
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Au 나노 와이어 정렬
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* 브라운 운동
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전극판 제작
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전극판 제작
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전극판 제작
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가설1 : 전극판에 DCV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것이다.
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가설 1 실험 영상 가설1-전극판에 DCV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
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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
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가설2 : 전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것이다.
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가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
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가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
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가설2 실험 영상 가설2-전극판에 ACV를 걸어주면 Au 나노 와이어가 정렬될 것
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주파수 별 Au 나노 와이어 정렬 여부(증류수)
임계주파수 주파수 (KHz) 50 80 100 200 300 정렬 여부 X ∆ O
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주파수 별 Au 나노 와이어 정렬 여부(소금물)
임계주파수 주파수 (KHz) 500 600 700 800 900 정렬 여 부 X ∆ O
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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
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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.
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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.
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감사합니다.
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