내추럴 퀄쯔와 화산암재 스코리아의 기능성 마그네타이징 처리

Functional Magnetizing Treatment of Natural Quartz and Volcanic Lava Scoria

비자성이며 비전도성의 물리적 성질을 갖는 자연산 퀄쯔(quartz)와 제주도 삼방산 근처에서 채취한 화산 용암석 스코리아를 대상으로 자성화(magnetization) 처리를 하여 특성을 분석하였다. 마그네타이징(magnetizing) 처리를 위하여 강력한 기계화학적 분쇄 반응을 시켰으며, 분쇄 반응시 알코올계의 솔벤트를 반응용매로 사용하였다. 퀼쯔와 스코리아의 마그네타이징 처리에서 비중이 작은 스코리아와 비교적 비중이 큰 퀼쯔의 경우에서도 분쇄반응 후 분말이 수면 위에 떠있는 부유특성이 있음을 확인하였고, 친유성(oleophilic)으로 기름에 대한 흡착성이 우수함을 확인하였다. 실험과정에서 자연산 퀼쯔와 함께 스코리아를 바탕물질로 기계-화학적 반응(MCR) 기술로 고 분산성 흡착 반응에 의한 고분자 물질을 생성, 유도하여 퀼쯔-나노복합체(quartz nanocomposite)를 제조하였다. 부착성 융합복합물질의 특징으로부터 시그니토마그네틱스(Segnetomagnetics)로 분류되는 합성분말은 특히 유류성분에 대하여 높은 흡착성을 가지며, 강한 자기적 성질을 띄는 10～50 nm두께의 하나 또는 그 이상의 이질적 융합화합물 층이 석영이나 수정체의 표면에 형성되어 특유의 자기적, 전기적 성질을 나타냄이 확인되었다. 따라서 퀼쯔에 비하여 제주도를 비롯한 화산지역에 널리 분포되어있는 양질의 저렴한 화산암재 스코리아를 활용하여 자성화 양산체제를 갖춘다면, 최근에 빈발하고 있는 해양 선박사고를 비롯하여 내수면 선박사고 등으로 수면 상에 유출된 회수곤란성 저밀도 유류물질을 연속적으로 흡착, 제거할 수 있는 흡유성자기유류 회수용 기능성 재료로의 응용개발 가능성과 함께 유용한 산업용 기능성 신소재로의 활용성에서 환경복원용신기능성 신소재, 국민보건 향상과 건강산업 육성발전을 위한 건강용품 개발 및 목재 등의 식물성 유기재료의 자성화 처리를 위한 응용기술로의 활용가능성면에서도 기대되는 바가 크다.

The non-magnetic materials with non-conductive showing high structure dispersity were developed on the base of natural quartz and lava-scoria which was collected from Je-ju island in Korea, and treated by methane-chemical technology those were obtained novel properties of magnetization through the analyzing. Depending on the processing conditions and subsequent applications the materials produced by strong methane-chemical reaction (MCR) in alcohol solution showed concurrently magnetic, dielectric and electrical properties. The obtained magnetic-electrical powders classified by aggregate complex of their features as segnetomagnetics, containing a dielectric material as a carrying nucleus, particularly the quartz on that surface one or more layers of different compounds were synthesized having thickness up to 10～50 nm and showing magnetic, electrical and other properties. It was confirmed in magnetizing process that powders of quartz and lava-scoria produced by MCR were better oil adsorbent as of oleophilic and floating matter on water surface although their specific gravities are comparably more than 1 in quartz or less than unity, as that of water, in lava-scoira. Therefore, it will be Possible and very useful to remove low density and light gravity oil spillage in difficult recovery from sea and inland water contamination spread on water surface, by marine accident and ship sinking accident occurring frequently in recent years, by way of magnetic adsorbent conveyer system in continuous, if it could be built up the mass Production system of water-floating magnetizable oleophilic adsorbent materials with use of iow cost and good Qualify lava-scoria spread on volcano district in Je-ju island. And, there will also be urgent advent of necessity with strong possibility to develop useful applications of various magnetic functional materials include oleophilic adsorbent for removal of sea oil-contaminants and maritime pollutants, and other kinds of various utilities in industrial applications and practical uses of novel functional materials in the fields of environments and health care applications with in deep expectation.