3 wt.% 물-갈락토즈 혼합물의 유전완화현상에 대한 나노크기 구속효과 연구 = Effect of Nano-scale Confinement on Dielectric Relaxation in a 3 wt.% Water-Galactose Mixture

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We studied the effect of nano-scale confinement on dielectric relaxation in a 3 wt.% water-galactose mixture in a temperature range that covered the supercooled and the glassy states. The confined geometries used in this experiment are anodic aluminum oxide (AAO) with various pore sizes of 50nm, 70 nm and 300 nm. We found that the α-, Johari-Goldstein (JG) β- and -relaxation times of the 3 wt.% water-galactose mixture in all confined geometries were almost the same as those in the bulk for the temperature range used in this study. Therefore, the dielectric relaxations (α-, JG β-and γ-relaxations) were not influenced by confined geometries with pore sizes of 50 nm, 70 nm and 300 nm. This is consistent with the prediction of correlation unit theory.

국문 초록 (Abstract)

광대역 유전 분광기를 이용하여 나노구조물 내에서 3 wt.% 물-갈락토즈혼합물 유리의 유전완화현상을 연구하였다. 이차 양극 산화법(two step anodization method)으로 제작된 직경이 50 nm, 70 nm 및 300 nm인실린더 형태의 양극산화알루미늄(anodic aluminum oxide)을 나노구조물로사용하였다. 다른 크기의 나노구조물에 삽입된 3 wt.% 물-갈락토즈혼합물의 α-, Johari-Goldstein β-와 γ-완화현상은모든 측정 온도 영역에서 비구속 상태의 3 wt.% 물-갈락토즈 혼합물경우와 일치하였다. 즉, 3 wt.% 물-갈락토즈 혼합물 유리에서 관찰된완화현상은 직경 50 nm이상의 나노구조물에 갇힐 경우에 유전완화현상은나노구조물의 영향을 받지 않은 것을 알 수 있다. 분자의 상관 단위수(number of correlated units)이론으로부터 예측된α- 완화현상의 상관길이(correlation length)는 측정 온도영역에서 수 nm이므로, 50 nm, 70 nm 및 300 nm의 나노구조물에서유전완화현상은 고유의 유전완화현상과 동일한 결과를 보이며,구속효과를 관측하기 위해 충분히 작은 크기의 나노구조물이 필요하다는것을 알 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

1 G. Adam, 43 : 139-, 1965

2 R. S. Zukin, 74 : 1932-, 1977

3 U. Tracht, 81 : 2727-, 1998

4 X. H. Qiu, 107 : 459-, 2003

5 F. Kremer, 11 : 175-, 1999

6 D. Morineau, 117 : 8966-, 2002

7 A. Sch¨onhals, 305 : 140-, 2002

8 S. A. Reinsberg, 307 : 208-, 2002

9 E. Hempel, 104 : 2460-, 2000

10 E. Donth, 13 : 451-, 2001

11 J. Koppensteiner, 81 : 024202-, 2010

12 M. M. Elmahdy, 39 : 5170-, 2006

13 A. Sch¨onhals, 12 : 173-, 2003

14 J.-A. Seo, 333 : 111-, 2004

15 D. Shukla, 20 : 7486-, 2008

16 H.-J. Kwon, 356 : 2836-, 2010

17 K. L. Ngai, 69 : 031501-, 2004

18 K. L. Ngai, 9 : 127-, 1979

19 K. L. Ngai, 353 : 4237-, 2007

20 K. L. Ngai, 120 : 857-, 2005

21 K. L. Ngai, 109 : 17356-, 2005

22 D. Prevosto, 120 : 4808-, 2004

23 C. M. Roland, 37 : 2630-, 2004

24 L. Berthier, 310 : 1797-, 2005

25 C. Dalle-Ferrier, 76 : 041510-, 2007

26 G. Blond, 175 : 239-, 1991

27 G. Biroli, 67 : 21-, 2004

28 S. A. Reinsberg, 114 : 7299-, 2001