광 산란 실험에 의한 pH 변화가 쪽거리 구조에 미치는 영향 연구 = Study of the pH Effect on the Kinetics of Fractal Structures by Using Light-Scattering Experiments

국문 초록 (Abstract)

광 산란 실험을 토대로 두가지 다른 염(NaCl)의 농도를 가지는 폴리스티렌(polystyrene) 수용액에서는 응집과정 동역학을 pH의 변화에 따라 조사하였다. 염의 농도가 3 mol/l인 폴리스티렌 수용액에서는 pH에 관계없이 쪽거리(fractal) 차원은 1.75로 주어지고 응집체의 성장형태는 확산 극한 무더기 무더기 응집(diffusion-limited cluster-cluster aggregation: DLCA)모델과 일치하지만, 염의 농도가 묽은 0.3 mol/l인 폴리스티렌 수용액에서는 응집체의 응집과정은 pH에 따라 느리게 또는 빠르게 진행된다. 산성인 pH 4와 pH 5인 경우에서는 쪽거리 차원은 1.81±0.05와 1.79±0.05로 각각 주어진다. 이런 경우에서는 응집과정이 빠르게 진행되고 DLCA 모델과 일치하는 결과를 주는 반면에, 중성인 pH 7과 염기성인 pH 11과 pH 12인 경우에서의 쪽거리 차원은 오차 범위내에서 2.05로 주어지고 응집과정은 느리게 진행된다. 이것은 반응 극한 무더기 무더기 응집(reaction-limited cluster-cluster aggregation)모델과 일치함을 알 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

On the basis of light scattering experiments, the kinetics of the aggregation process in water solutions of polystyrene particles induced at two different salt concentrations (3 mol/liter and 0.3 mol/liter) was investigated for various pH values. for the water solution of polystyrene particles induced at the high salt concentration (3 mol/liter), the fractal dimension was given by 1.75, irrespective of the pH value, and the growth of clusters agreed with the diffusion-limited cluster-cluster aggregation (DLCA) model. However, for the case of the low salt concentration (0.3 mol/liter), aggregation of clusters took place either slowly or rapidly, depending on the pH value. The fractal dimensions for pHs 4 and 5 were given by 1.81±0.05, and 1.79±0.05, respectively. In this case, the kinetic growth process took place rapidly, which agreed with DLCA model. On the other hand, the fractal dimensions for pH 7 and pHs 11 and 12 were all given by 2.10 within the range of errors, and clusters grew slowly, which agreed with the reaction-limited cluster-cluster aggregation model.