We report solution based approaches toward highly monodisperse maghemite (γ -$Fe_2O_3)$ nanospheres and their shape evolutions to novel architectures. We utilized a one step thermolysis method in which $Fe(CO)_5$ molecular precursor is pyrolyzed to form Fe nanoparticles under ambient condition where subsequent air oxidation generates of iron oxide. Modulating the growth parameters- for example, type and amount of capping molecules and also the growth time- can easily vary the sizes and shapes. Resulting structures are diverse including spheres, triangles, diamonds, and hexagons. Spherical nanocrystals easily assemble into the multi-dimensional superlattices, demonstrating the uniformity of these nanocrystals. These large hexagon shaped nanocrystals could be formed through the ripening process with the weakly binding surfactant system such as alkylamine. High-resolution transmission electron microscopic (HRTEM) images, electron diffraction (ED), selected area electron diffraction (SAED), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron microscope (XPS) analyses indicate that both spherical and hexagon-shaped nanocrystals were highly crystalline maghemite $(γ -Fe_2O_3)$ and their structures.
Core-shell of CoAu nanoparticles were synthesized from redox transmetalation. The Au coated Co nanoparticles have many advantages because of their previous study like surface modification and biological application. Furthermore noble metal has good chemical stability upon corrosion and oxidation. The obtained core-shell nanoparticles are transferred from organic solvent to water by surface modification process and self-assembly of CoAu nanoparticles with in large scale can be formed by DNA template. We can form CoAu-DNA network because CoAu nanoparticles capped with positively charged stabilizer in aqueous solution can attach to negatively charged DNA through coulombic interaction. These results are good example that well established gold chemistry adapt to magnetic nanoparticles for the enhanced development of nano-electronic device or biological devices.
유기 금속 화합물을 열분해 시켜 크기와 모양을 조절한 자성 나노 입자를 합성하고, 그 구조 분석과 자기적 성질에 대해 연구하였다. 철의 선구물질을 다른 산화제를 첨가하지 않고 공기중에서 열분해 시킴으로써 간단히 마그헤마이트 (γ-$Fe_2O_3$) 나노 결정을 합성할 수 있었다. 얻어진 나노 결정은 안정화 리간드의 종류와 양에 의해 그 크기와 형태를 선택적으로 조절할 수 있었고, 구형을 비롯한 삼각형, 마름모, 육각형의 γ-$Fe_2O_3$ 나노 결정은 안정화 리간드가 나노 결정의 성장면을 선택적으로 조절함 으로써 가능하였다.
두 금속간 환원에너지 차이를 이용하여 코어-쉘 형태의 코발트-금 나노 입자를 합성할 수 있었다. 금으로 둘러 쌓인 코어-쉘 형태의 코발트-금 나노 입자는 공기 중에서 안정할 뿐만 아니라 금을 이용한 다양한 응용을 자성 나노 입자에서도 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 얻어진 코발트-금 자성 나노 입자의 표면을 치환하여 물 층으로 넘길 수 있었고 생체물질인 DNA를 template로 사용하여 넓은 면적에 배열할 수 있었다. 이는 DNA의 (-) 전하와 자성 나노 입자를 둘러싸고 있는 (+) 전하를 띄는 안정화 리간드간의 간단한 쿨롱 상호작용을 통해 DNA-코발트 나노 입자의 네트워크를 형성시킬 수 있는 것이다. 이러한 나노-바이오 혼합시스템은 외부 자기장을 이용한 나노 소자나 약물 전달체 등 여러 분야에서 응용될 수 있을 것이라 기대된다.
