Various research related to nanomaterials have been studied over the past several decades with their unique properties and phenomena come from their nanoscale size and shape effect such as large surface area and quantum effect. Therefore, modification of their feature in fabrication is a key issue to control the nanoscale effects. So, basic research for their mechanism study is essentially required but it is hard to study how they are fabricated because we are not able to understand nanoscale reaction (or phenomena) due to their nanoscale size during their fabrication. For this reason, transmission electron microscopy (TEM) analysis has increased interest as a key tool for understanding the formation and synthesis mechanism of nanomaterials because TEM analysis can be able to visualize directly due to their atomic resolution imaging ability. Therefore, as a result, it has given scientists ways to understand the nanoscale phenomena depending on material’s nanoscale organization and specific shapes. Indeed, since the discovery of nanomaterials, research for nanomaterial modification has been developed with the recent leap of microscopy analysis continuously. In this study, we reveal the formation mechanism of nanostructures for some specific nanomaterials and synthesis mechanism for MXene, a new family 2-dimensional (2D) material, via the understanding of synthesis mechanism. Also, we suggest the modified ways to obtain more improved nanomaterials based on our findings and expect that it can open the way for the mechanism study of other nanomaterials.
나노물질의 독특한 특성과 현상은 넓은 표면적과 양자효과와 같은 나노스케일 크기와 모양 효과에서 비롯되어 지난 수십 년간 연구되어 왔다. 그러므로, 나노물질 제조있어 형태의 조절은 나노스케일 효과를 제어하기 위한 핵심 문제임. 따라서, 그들의 메커니즘 연구를 위한 기초 연구는 필수적으로 필요하지만, 나노물질이 제조되는 동안 나노스케일에서의 크기로 인해 나노스케일 반응 (또는 현상)을 이해할 수 없기 때문에 나노물질들이 어떻게 만들어졌는지 연구하는 것에 제한이 있음. 이 때문에 원자스케일의 분해능을 가지는 투과전자현미경 분석은 이를 직접 시각화할 수 있어 나노물질의 형성과 합성메커니즘을 이해하는 핵심 도구로서 관심이 높아지고 있음. 따라서, 투과전자현미경 분석은 과학자들에게 나노물질의 나노스케일에서의 형성과 구체적인 모양에 따라 나노스케일 현상을 이해할 수 있는 방법을 제공하였음. 실제로 나노물질 발견 이후 최근 현미경 분석이 지속적으로 발전하면서 나노물질 조절을 위한 연구가 개발되고 있음. 본 연구에서는 합성 메커니즘의 이해를 통해 새로운 2차원 물질인 MXene의 합성 메커니즘과 일부 특정 나노 물질에 대한 나노 구조의 형성 메커니즘을 제시함. 또한, 이러한 연구 결과를 바탕으로 보다 개선된 나노 물질을 얻을 수 있는 수정된 방법을 제안하며, 다른 나노 물질의 메커니즘 연구를 위한 길을 열 수 있을 것으로 기대함.
