액상·전기화학 조건에서의 실시간 전자현미경 동역학 및 3D 구조분석 연구

Real-time liquid-phase EM dynamics and 3D structural analysis

연구 내용

액상 전자현미경에서 전기화학 반응과 용액 반응에 의해 변화하는 나노결정·2D 물질의 구조를 실시간으로 추적하고 3D 원자구조로 복원하는 연구

액상 조건에서 전기화학 반응 및 용액 반응이 진행될 때 나노결정과 계면이 어떻게 변하는지를 전자현미경 기반으로 규명하는 연구를 수행합니다. 자율 동작형 나노유체 시스템을 통해 액상 시료 취급과 관측 안정성을 확보하고, in situ liquid-phase 관측에서 전해질 확산과 반응 거동을 연계해 해석합니다. 또한 브라운 운동을 활용한 3D 토모그래피로 개별 나노결정의 시간에 따른 원자구조 전이를 복원하여, 결정-무정질 변환과 같은 미시적 상변화의 동역학을 설명하는 차별성을 가집니다.

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3건

연구 흐름

초기에는 액상 투과 전자현미경 분석을 위한 자율 동작형 나노유체 시스템을 기반으로 액상 시료의 관측 가능 조건과 안정적 운용 절차를 확립했습니다. 이후 2022년에는 2D 물질에서 전기화학 반응이 발생하는 상황을 in situ liquid-phase TEM으로 관측하며 전해질 확산과 반응 위치의 연계를 해석하는 방향으로 확장했습니다. 2025년에는 개별 나노결정에 대해 time-resolved Brownian tomography를 적용하여 산화 식각 중 구조 변화의 3D 원자지도를 도출했습니다. 현재는 2024년부터 실시간 전자현미경으로 금속 나노결정 결함과 계면의 원자수준 동적 거동을 집중 분석하는 단계로 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

액상 전기화학 반응 메커니즘 규명
나노결정 용해·식각 동역학 분석
원자수준 결함 생성 경로 추적
계면 구조 전이의 실시간 맵핑
operando 확산 거동 정량화
액상 시료 관측 자동화
3D 원자구조 데이터 기반 모델링
반응 유도 구조변환 파라미터 도출
나노 촉매 성능 열화 원인 규명
구조-물성 관계의 시간해상도 확장