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나노 물질이란?

소위 나노물질이라고 하는 물질은 다음의 2가지 조건을 만족해야한다.① 입자가 100nm 이하. ② 일반물질과 구별되는 새로운 물성을 가져야한다.

나노기술의 코팅에 적용

나노기술은 여러종류의 페인트에 적용이 된다. 즉 실내벽, 외벽 과 항고무 페인트, 그리고 이러한 제품의 좋은 친수성, 친유성, 물이 달라붙지 않는, 기름이 달라붙지 않는, 세척시 벗겨지지 않는정도도 10,000배이상, 점착성이 높아지고, 유연성, 금이나 구멍이 안생기닌등의 많은 특성이 아주 많이 향상된다. 자외선 차폐기능이 월등히 향상되고, 노후되지않고, 오래되어도 빛이 안바래고, 수명이 10년 이상 간다. 나노물질은 촉매 기능과 자기 정화 기능이 있어 살균성과 공기정화기능이 있다.

외벽 코팅 사용자가 코팅을 할때에 노화방지, 세척시 벗겨지지않는성질, 녹이슬지않게하는 등의 성능을 향상 시키려면, 우리는 한가지 나노물질을 사용하거나 중간이상의 고급 코팅을 위하여 여러 가지가 조합된 나노 물질을 사용하기를 권장 한다. 전자는(한가지나노물질사용) 1%-5% TiO2, 후자는(조합된) 0.5%-3% 의 나노 TiO2를 첨가하고, 1%-2% 의 SiO2를 첨가한다. 우리는 주로 나노 SiO2를 사용하고, TiO2 는 적게 사용하거나 , 사용을 안한다. 일반적으로 비용이 허락된다면, 가능하면 고품위 나노물질을 사용하기를 권장한다. 비용이 여의치 않다면, 가장 비용대비 효율성이 좋은 적정량을 경험을 통해서 결정하기를 권장한다.

실내벽 페인트 사용자가 고품질의 실내공기를 필요로 한다면, 나노 TiO2 나 음이온 나노파우더가공기정화에 사용될수 있다, 그리고 나노 ZnO 나 항박테리아 물질은 항박테리아 및 항균성을 향상 시킨다. 사용자는 나노 TiO2 및 나노 SiO2의 조합을 통하여 항 오염성 및 항농밀화 등의 코팅 특성을 증진 시킬수 있다. 한가지 물질을 사용할때뿐만 아니라 조합해서 사용할때도, 음이온 파우더와 아나타제 나노 TiO2의 사용량을 1-3% 로 사용하여 공기정화성을 향상 시킬수 있다.

특별한 코팅

정전기방지 코팅 : 정전기방지가 엄격히 적용되는 장소에 적용 된다.　　

항 마모 코팅 : 나노 ZrO2, 나노 코발트를 사용하면 강도 및 마모방지성을 월등히 향상 시킨다.　　

부식 방지 코팅 : 나노 SiO2, 나노 TiO2, 나노 ZnO 를 단일로 혹은 조합하여 사용하면, 부식방 지성을 향상시킬수 있다, 특히 바닷물의 부식방지성을 향상 시킨다.　　

화재방지(방염)코팅 : 방염성이 요구 된다면, 나노 MgO 를 0.5-5% 사용 하기를 권장한다.

몇가지 나노 물질이 일반적으로 코팅에 사용된다.

나 노 물 질	적정사용량	기능
TiO2 나노파우더>	0.5-3%	광촉매, 항박테리아, 공기정화, 자외선차단
SiOx	0.5-2%	항마모성향상 과 코팅 안정성
ZnO 나노파우더	0.5-3%	강도향상, 소형화, 접착성 및 코팅의 높은 청결성
무기 항박테리아 나노파우더	0.5-2%	항 박테리아, 항균성
Al2O3 나노파우더>	0.5-3%	마모방지, 항수성
MgO 나노파우더	0.5-5%	방화성(방염)

코팅에 적용되는 나노 물질의 분산방법

처음에는, 낮은 속도로 저어준다, 혼합하면서 적당한 양의 분산촉진제를 첨가해주면서 탈이온화된 물에 일정한 양의 나노물질을 첨가한다. 모든 첨가물을 넣고나서 30분동안 고속으로 혼합한다. 그리고나서 일정한 시간동안 중간속도로 저어주면서 페인트와 혼합한다. 사용자는 자기만의 특정한 방법에 따라 분산할수도 있다.

나노입자의 분산방법 비교

입자	분산기	작동법칙	장점	단점	분리 에너지
마른 입자 축축한 입자	밀(볼,교반 물질, 원심분리기 및 제트밀을 포함)	미세한 연마공정 포함	대용량에 적합	느리고 불충분 - 경우에 따라 며칠이 걸린다. 연마작업이 나노입자 구조 를 심각하게 파괴할수 있다. 오염물질등 을 제거하기 어렵다.	중간
용액에 분산	교반기 (자석막대, 회전기)	자석교반막대 혹은 상부교반봉을 사용하여 빠르게 회전시켜 충분한 소용돌이를 일으킨다. 상부교반봉이 더 고속이다.	나노입자의 파괴나 소모가 거의 없다. 싸고 적당한 가격	불충분 분산의 균질화를 향상시키 기 위해 널리 사용되지는 않고 응집방지가 어렵다. 입자가 응집되는 것을 방지하기 어렵다.	낮음
	고속 호모지나이저	회전자/고정자 발생기 probe를 사용한 분산에서 회전자는 원심분리 기펌프처럼 작동해 용액을 재순환 시키고 발생기를 통해 고체입자를 떠있게 한다. 여기서 입자들이 전단되고 충격충돌, 공동화등으로 파쇄된다.	2.5리터에 이르는 대용량 용액에 적합	나노입자 분산에 사용해보지 못했다.	나노입자 분산에 적용안됨
	고압 호모지나이저	미세관을 흐르는 고압용액의 속도의 증가로 전단력 및 공동진공력이 형성된다.	고효율	나노입자 구조가 바뀔수 있고, 분산시 온도가 올라갈수 있다. 비싸다.	높음
	초음파 분산 Bath	Bath에서 초음파 및 공동진공을 사용한 활동,(즉 용액에서 기포의 형성 성장 파괴)	싸고 적당한 가격	Bath 형태가 Probe 형태 보다 효율이 적다. 나노입자 구조를 바꿀수 있으며 분산을 오래하면 온도가 올라갈수 있다. 저가 제품은 성능의 편차가 심하다.	중간
	초음파 prove 분산기 초음파 파쇄기	초음파분산 Bath와 비슷하나 Bath형태와 비교해 적은 부피의 높은 에너지 밀도를 전달할수 있다.	고효율	Probe 팁이 분리되 오염시킬수 있다. 나노입자의 구조를 변경 시킬수 있으며, 분산시 (몇분간 이지만)온도가 올라갈수 있다. 저가 제품은 성능의 편차가 심하다.	높음


		나노입자 분산방법

		1. 나노물질의 분산과 다른물질과의 혼합방법

		<나노입자 분산> a. 수용액중에서 분산한다면, 초음파분산을 통해 분산 b. 유기용제에서 분산을 한다면, 고 전단응력 혼합장치를 사용해 분산 c. 분말형태를 직접 사용한다면, 볼밀을 사용해 분산

		어떻게 나노물질을 분산하고 다른 파우더와 혼합을 하는냐에 대한 명확한 방법은 없다. 그것은 여전히 연구되어야할 논제이다. 일반적으로, 나노물질을 다른 파우더와 혼합할때에(예를들어 세라믹파우더), 첫 번째 단계는 고속혼합장치에 있는 물이나 에탄올에 나노물질을 넣고, 1%의 도데실벤젠(Dodecyl benzene, 세제의 주성분)을 첨가하고, 즉시 혼합한후, 분산된 나노물질을 다른 파우더(세라믹)에 넣고, 고속 혼합장치를 사용하여 혼합을 지속한다. 회전 속도는 고속일수록 좋고, 시간은 길수록 좋다. 그리고 나서 혼합된 용액의 물질을 가열하여 완전히 증발시킨다.

		2. 나노입자의 분산방법

		입자 크기가 작을수록 표면적이 크고, 입자활성이 크다. 즉, 입자가 작을수록 나노특성을 충분히 나타낸다. 나노입자들은 의학적으로 환경적으로 위헙성을 내포하고 있다. 이러한 대부분의 나노입자들은 부피에 대한 표면적비 가 아주 크기 때문에 매우 활성이 강하고, 촉매성을 띠고 있다. 이것들은 유기물의 세포막을 통과할수 있고, 생물학적인 시스템에 대한 나노입자들의 상호작용은 상대적으로 알려져 있지 않다.

		금속 나노입자의 취급방법

		금속나노파우더 사용자들을 위한 몇가지 팁을 이야기 하자면, 사용자는 반드시 금속 나노 입자를 어떻게 사용하는지를 아는 전문가 이어야 한다. 즉, 사용자는 금속 나노입자를 어떻게 안전하게 다루는지에 대한 충분한 책임감을 가져야 한다. 금속 나노파우더를 사용하기전에, 포장백 안에 약간의 가스가 충진되어 있다면, 포장백의 귀퉁이를 바늘로 작은 구멍을 뚫어, 천천히 압력을 가해 백안의 가스를 방출한다. 만약 포장백의 온도가 가열이 되어 올라간다면, 온도가 내려갈때까지 동작을 멈추고, 온도가 내려가면 가스를 빼는 작업을 반복한다. 혹은, 일정한 시간 냉장고 같은데 3~10℃ 정도로 놓아 두어도 된다.(때때로 수일간) 그러면 가스가 줄어들게된다. 포장백 안에 가스가 있는거는, 나노입자의 활성도가 크기 때문에 아주 일반적이다. 그것은 가스가 방전 되지 않는한 품질이나 성능에 영향을 미치지 않는다. 금속나노 입자는 햇빛이 비치지 않는 3~10℃ 정도의 건냉 암소에 보관 되어야 한다.

		<주의> 1. 금속 나노 파우더는 급격한 진동이나 마찰을 피할수 있는 온화한 장소에 보관 되어야만 한다. 2. 금속 나노 파우더는 습도, 열, 충격, 햇빛으로부터 차단 되어야 한다. 3. 사용자는 반드시 전문가이어야 한다.(반드시 나노입자를 어떻게 취급하는지 아는 사람이어야 한다.)