신소재 의 발견

나노 세리아(Nano Ceria, CeO₂)는 나노미터(1nm = 10⁻⁹m) 크기의 산화세륨(IV) 입자로, 주로 1에서 100 나노미터 범위 내에 있는 세리아 입자를 말합니다. 나노 세리아는 그 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해 다양한 산업적, 의학적 응용 분야에서 중요한 소재로 활용되고 있습니다. 특히, 나노 세리아 는 산화환원 성질, 촉매 적 특성, 생체 적합성 및 독특한 표면 화학을 통해 기존의 세리아 나 다른 나노 입자와는 차별화된 응용 가능성을 제공합니다. 나노 세리아(Nano Ceria) 1. 나노 세리아의 구조와 특성  나노 세리아 는 기본적으로 산화세륨(IV) 구조를 가지며, 이 구조는 일반적으로 플루오라이트(fluorite) 결정 구조로 알려져 있습니다. 이 구조에서 세륨(Ce) 이온은 산소 이온에 의해 정육면체 형태로 둘러싸여 있으며, 세륨 이온의 산화 상태는 +4입니다.  그러나 나노미터 크기로 감소하면 표면적이 크게 증가하고, 표면에 존재하는 산소 공공(oxygen vacancy) 비율이 높아집니다. 이러한 산소 공공은 나노 세리아의 산화 환원 성질과 촉매 적 특성에서 중요한 역할을 합니다.   산화 환원 성질: 나노 세리아는 Ce⁴⁺와 Ce³⁺ 간의 산화환원 전환을 쉽게 수행할 수 있습니다. 이는 나노 세리아의 표면에서 산소 공공이 형성되거나, 공공이 채워지는 과정에서 이루어집니다. 이러한 산화환원 능력은 나노 세리아가 다양한 화학적 반응에서 촉매로 작용할 수 있게 합니다.   표면 화학: 나노 세리아의 표면은 매우 높은 비 표면적을 가지며, 이는 표면에서의 화학 반응이 활발하게 일어날 수 있는 조건을 제공합니다. 나노 세리아의 표면은 산화 및 환원 반응, 흡착, 표면 전하 변화 등 다양한 반응을 유도할 수 있는 활성을 가지고 있습니다.   촉매적 특성: 나노 세리아는 높은 촉매적 활성을 가지고 있어, 자동차 배기가스 정화 촉매, 연료 전지, 화학 반응 촉매 등...