The alumina-based pearlescent effect pigment is the one of the advanced inorganic nonmetallic pigments that uses alumina platelets with high aspect ratios as a substrate material. The color of the pearlescent effect pigment can be controlled by varying the thickness of the highly refractive metal oxide on the substrate. We successfully synthesized non-corrosive 2D α-alumina@TiO2 core-shell nanoplates that were metallic gold in color via sol-gel solution chemistry with controlled reaction conditions for the formation of anatase and rutile TiO2 nanocrystals. The rutile-phase TiO2 was formed under more acidic conditions, and the anatase-phase TiO2 was formed under less acidic conditions. This is because the [Ti(OH)mCln]2- (m + n = 6) intermediate complex tends to cause corner sharing under more acidic conditions because of the abundance of Cl- and yields edge sharing under less acidic conditions. The successful coating of a smooth TiO2 nanoshell on the 2D α-alumina nanoplates was associated with the fact that the rutile TiO2 nanocrystals were preferentially coated on the 2D α-alumina nanoplates and the smaller irregular sphere-shaped anatase TiO2 nanoparticles were co-formed on the surface of the α-alumina. We believe that this controlled reaction method to form a smooth inorganic TiO2 nanoshell is helpful to synthesize opalescent color pigments, angle-dependent structuring color pigments, safety pigments, and cosmetic pearls.
이산화티탄 나노 입자의 결정상을 선택적으로 제어하여 판상구조의 알파 알루미나와 이산화티탄 나노 박막으로 구성된 이차원 나노 판상체를 성공적으로 합성하였다. 나노 판상체는 이산화티탄 나노 박막의 결정 비율 및 두께 제어를 통해서 금색, 은색 등의 금속 광택 및 적색, 녹색, 청색 등의 다양한 색상을 구현할 수 있었다. 순수 무기물로 구성되어 기존 금속의 단점인 부식성과 높은 비중 등의 단점을 극복할 수 있는 가능성을 확인하였다. 본 연구를 통해서 고각형비 알파 알루미나 기반 진주 효과 안료의 제조에 필요한 핵심 기초 기술을 확보하였으며 이를 응용하여 위조 방지용 잉크 제조 및 전자파 차폐 등 다양한 응용이 가능할 것으로 판단된다. 확보된 핵심 기술을 다양한 금속 산화물 박막 형성 연구 및 복합 박막 형성 공정에 대해서도 적용하고자 한다.
