| 그래핀 표면에서 화학반응과정을 직접 관찰하는 기술 개발 | ||
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 중국과학원 대련화학물리연구소 촉매기초국가중점실험실의 나노계면연구팀은 그래핀 생장메커니즘과 대규격 그래핀 구조측정 등 분야의 연구에서 진전을 이룩한데 이어（ChemComm 47, 2011, 1470; Nat Commun 3, 2012, 699) 자체적으로 개발한 DUV-PEEM(deep UV Photoemission Electron Microscopy) 등 수단으로 단층 그래핀과 금속표면 간에 구성된 2차원의 제한 공간에서 표면반응과정을 직접 관찰하였고, 이 과정의 반응동력학을 측정하였다. 이 연구결과는 최신호 화학학술지 “안게반테 케미(Angewante Chemie International Edition)”에 발표되었다. 대련화학물리연구소 바오신허(包信和)원사와 버치앙(傅强)연구원이 주도하는 연구팀은 최근 금속표면에서의 그래핀 애피텍셜 성장과정에서 진행되는 원위치 동적표면연구를 통해 그래핀구조의 nm사이즈에서 mm사이즈로의 제어생장을 실현하였다. 그래핀/금속계면에서 형성된 2차원 공간중 원자와 분자 삽입과정에 대한 연구를 통해 계면에서 단층구조의 제어성장을 실현하였다. 최근 연구에서 그래핀과 금속표면 간에 형성된 2차원의 한정된 나노공간에서 촉매반응을 일으킬 수 있다는 점을 발견하였다. 반응물질분자 예를 들면 CO, O2분자는 그래핀 표면사이에 삽입할 수 있으며, 삽입분자의 도입으로 그래핀/금속계면구조의 변화를 일으키는데, PEEM/LEEM 수단으로 관찰할 수 있다. 따라서 단층 그래핀이 그 표면에서의 화학과정에 대한 뚜렷한 작용을 이용해 연구자들은 LEEM/PEEM와 같은 표면영상기술을 이용하여 제한된 공간에서 CO 탈흡착반응, CO 산화반응과 같은 단일 원자층 반응에 대한 원위치 연구를 수행했고, 단층 그래핀이 그 표면에서 일으킨 화학반응과정에서 뚜렷한 구속효과(Confinement effect)를 나타낸다는 점을 관찰하였다. 이 결과는 DUV PEEM/LEEM이 지닌 독특한 공간 식별능력과 화학 식별능력을 이용해 다상 촉매, 표면 나노구조 성장 등 영역에서 원위치 동적연구를 수행할 수 있음을 나타내었다. |
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