자성나노입자란 강자성을 띠는 입자로서 일반적으로 크기는 약 10nm입니다
그 종류로는 산화철(Fe2O3, Fe3O4), Ferrite(Fe3O4에서 Fe 하나가 다른 자성관련 원자로 바뀐 형태, ex: CoFe2O4, MnFe2O4)), 합금(자성원자들로 인해 나타나는 산화문제, 전도성 및 안정성을 높이기 위해 귀금속과 합금시킨것, ex: FePt, CoPt 등) 등 다양합니다.
실질적으로 응용할때는 이러한 자성입자를 분말형태로 이용하는 것이 아니라 액체에 분산시킨 형태를 만들어서 여러 분야에 응용하게 됩니다. 그러한 이유는 그렇게 용액을 만들었을때(그러한 용액을 ferrofluid라고 합니다) 평소에는 여느 액체들처럼 가만히 있다가 자기장이 가해지면(자석을 갖다대면) 그 자기장이 있는 부분만 자기력선을 따라서 뾰족하게 솟아오르게 되는 재밌는 현상을 보이기 때문입니다. 따라서 산업적인 응용을 고려할때 일반적으로는 전기를 이용한 장치가 대부분이기 때문에 이와 같이 자기장을 이용하면 비용면에서 아주 낮아지게 되고 자기장의 세기와 방향을 변화시킴으로써 자유자재로 control할 수도 있는 장점을 가집니다. 물론 ferrofluid에서 자성입자들이 서로 엉기지 말고 잘 분산되어 있어야 하기 때문에 적절한 surfactant라든가 자성입자 표면에 탄화수소 chain을 붙임으로서 분산을 잘 되게 합니다.
만드는 방법은 coprecipitation method(공침법, 이온들이 만나서 함께 침전한다는 의미)가 대표적입니다. Fe3O4를 예로 들면 FeCl2와 FeCl3를 1:2로 암모니아수에 넣어주면 만들어집니다. 아주 간단히 만들어지기 때문에 널리 쓰이고 있습니다.
응용상황은 이미 MRI contrast agent로 많이 쓰이고 있고, 또한 위조방지를 위해 magnetic ink가 지폐에 이용되고 있으며, 스피커 내에 들어있는 ferrofluid는 power 조절 및 frequency response를 부드럽게 해줍니다. 또한 자성입자는 굴절율이 높기 때문에 광학적인 응용도 연구되고 있는데 특히 photonic crystal(광결정)을 자성입자로 만들어 자기장으로 그것을 control하는 데에 이슈가 되고 있습니다.
출처: 네이버 지식IN http://kin.naver.com/detail/detail.php?d1id=11&dir_id=110204&eid=GT0Ku1O7rZVHgd9krQJn4+a/tDEu/hHb&qb=wNq8urOqs+vA1MDa