[신기술 소개] 실시간 투과 전자 현미경 이미징을 이용한 탄산칼슘 결정핵생성 경로에 대한 근본적 이해

22 … NICE, 제33권 제1호, 2015

신기술 소개

전해질 용액상에서 형성되는 결정의 핵생성 메커니 즘은 매우 오랜 시간 동안 논의되어 왔다. 최근 발견 된 비정질 전구체와 클러스터 집합체, 그리고 액체-액 체 상 분리 현상은 기존의 고전 핵생성 이론의 일반적 인 가정들을 반박하는 증거로 제시되었다. Nielsen et al.은 실시간 투과 전자 현미경 이미징 방법을 개발했 고 이를 이용하여 탄산칼슘 결정화 과정의 메커니즘 을 연구했다. 탄산칼슘 결정화 과정의 가장 중요한 핵 생성 과정은 동시 다발적으로 다중 경로, 즉 전해질 용액상에서 직접 형성되는 경로와 비정질 및 결정체

전구체의 변환을 통한 간접 경로를 통해 일어난다는 것을 실험적으로 증명했다. 이러한 직접 및 간접 경로 의 경쟁은 최근에 제안되었던 전구체 기반 메커니즘 과 핵생성 과정에 관여하는 비정질 입자들의 공통점 을 암시하는 반면 기존 이론의 고전적인 예측과 일치 함을 보여준다. 이러한 실시간 투과 전자 현미경을 이 용한 이미징 방법의 개발은 결정 구조를 가지는 고분 자 및 나노 소재 가공 산업에 강력한 기초 구조 분석 방법으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

실시간 투과 전자 현미경 이미징을 이용한 탄산칼슘 결정핵생성 경로에 대한 근본적 이해

(In situ TEM imaging of CaCO ₃ nucleation reveals coexistence of direct and indirect pathways)

Nielsen et al., Science 345, 1158(2014), DOI: 10.1126/science.1254501

그림 1. Concurrent formation of multiple phases of CaCO

. Frames from in situ TEM movie show simultaneous nucleation and

growth of calcite crystals [Nielsen et al., Science 345, 1158 (2014), DOI: 10.1126/science.1254501]