지식나눔

나노파티클의 농도계산문제

안녕하세요.. 최근에 나노입자들의 제조와 사용에 대한 문제들이 많이 이슈화가 되고 있는데요...제가 이해하기론 나노입자들은 기존의 이온화 용액 상태의 물질들을 어떤 화학적인 처리과정을 거쳐 나노사이즈의 크기를 가진 입자(파티클)로 변환시켜 만들어지는 것으로 알고 있습니다.(여기서는 용액상태의 나노입자만을 말씀드리겠습니다.) 그런데 이런 나노입자들의 특성을 기술할때 농도에 있어서 보통 사용되는 단위는 어떤 것인가요? 제가 봐 온 것은 크게 ppm(mg/L)단위와 M(몰농도)의 두 방식인데요. ppm은 질량기반 농도기준이고 M은 입자의 숫자에 기반한 기준이라고 알고 있습니다. 각 제조회사마다 제공하는 농도유닛이 달라서 이걸 어떻게 이해를 할까 고민이 많은데요. ppm이라는 것은 보통 처음 나노입자를 만들때 쓰이는 초기 용매의 질량이 그대로 전체 나노입자로 전환된다는 식인 것으로 알고 있습니다. 그러니까 예를 들어 처음에 100mg의 AgNO3을 물 1L에 녹여서 최종적으로 10nm짜라 나노입자 용액을 만든다면 농도는 그냥 100mg/L(ppm)이 되는 것이겠죠..그렇게 따지면 현실적으로 ppm농도를 계산하는 것은 매우 쉬운일 같은데요..(초기 사용한 질량만 알면 되니까요...) 문제는 몰농도를 계산하려면 수식이 좀 복잡해진다는 것같습니다. 100mg의 Ag이온이 10nm짜리 직경의 나노파티클(완전 구로 가정)로 변환된다면 그 숫자를 예측할수 있는지요...일단 좀 복잡해보이긴 하지만 불가능한것 같지는 않습니다만.... 제 질문이 100% 제대로된 것인지 확신이 가지 않는데 간단하게나마 코멘트를 해주시면 감사하겠습니다...
  • nano
  • concentration
  • ppm
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    이태화님의 답변

    R.C. Mucic, J.J. Strohoff, C.A. Mirkin, and R.L. Lestsinger, J. Am. Chem. Soc. 120, 12674 (1998) 이 논문에 나노입자의 농도와 absorption coefficient를 구하는 방법이 나와있어요.. 일단 absorption coefficient 를 구하게 된다면, 같은 입자크기는 UV-Vis absorbance값으로 나노입자의 농도를 구하면 되니깐요.. 참고하세요..
    R.C. Mucic, J.J. Strohoff, C.A. Mirkin, and R.L. Lestsinger, J. Am. Chem. Soc. 120, 12674 (1998) 이 논문에 나노입자의 농도와 absorption coefficient를 구하는 방법이 나와있어요.. 일단 absorption coefficient 를 구하게 된다면, 같은 입자크기는 UV-Vis absorbance값으로 나노입자의 농도를 구하면 되니깐요.. 참고하세요..
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    조경아님의 답변

    안녕하세요. 몰농도의 정의는 용액중에 들어있는 용질의 몰수입니다. 따라서, 100 mg의 AgNO3의 몰수를 구하시고 (구해보니, 약 0.59 mmol이네요) 전체용액 (물 1L+100 mg의 AgNO3의 부피=1000 mL+0.023 mL=1000.023 mL)으로 나눠주시면 은의 몰농도가 나옵니다. 대략 0.59 mM입니다. 회원님께서 말씀하신 10 nm 크기의 은 농도라고 하는것은 실질적으로 10 nm 크기의 은이 나타내는 표면 플라즈몬피크와 Beer-Lambert law를 이용하여 구하실 수 있지만, 대체적으로 용액상에서 나노입자를 합성하는 경우는 입자들의 크기와 형태가 다양하게 분포되어 있다는 점을 염두해 두셔야 할 듯 합니다.
    안녕하세요. 몰농도의 정의는 용액중에 들어있는 용질의 몰수입니다. 따라서, 100 mg의 AgNO3의 몰수를 구하시고 (구해보니, 약 0.59 mmol이네요) 전체용액 (물 1L+100 mg의 AgNO3의 부피=1000 mL+0.023 mL=1000.023 mL)으로 나눠주시면 은의 몰농도가 나옵니다. 대략 0.59 mM입니다. 회원님께서 말씀하신 10 nm 크기의 은 농도라고 하는것은 실질적으로 10 nm 크기의 은이 나타내는 표면 플라즈몬피크와 Beer-Lambert law를 이용하여 구하실 수 있지만, 대체적으로 용액상에서 나노입자를 합성하는 경우는 입자들의 크기와 형태가 다양하게 분포되어 있다는 점을 염두해 두셔야 할 듯 합니다.
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