나노규산(colloidal silica)

 나노규산(colloidal silica)

 

ㅇ 규산 (Si(OH)4, silicic acid)

- 정확히 말하면 오르토규산H4SiO4을 말하지만, 그 외에 메타규산H2SiO3, 메타2규산H2Si2O5, 메타3규산 H4Si3O8, 메타4규산 H6Si4O11등 여러 종류가 있음.

- 오르토규산알카리를 염산 처리한 후 에테르, 벤젠 등으로 씻어 건조하면 무색분말의 분자상규산Si(OH)4가 얻어지지만, 정확하게 이것만을 얻기 어려움.

- 식물의 뿌리 또는 잎에서 흡수되는 상태.

 

ㅇ 규산염 (silicate)

- 각종 규산의 수소가 금속원자와 치환된 중성염의 총칭으로서, 자연계에서 다량으로 산출되며, 규산염으로서는 알루미늄염, 철염, 칼슘염, 마그네슘염 등이 있음.

- 일반적으로 녹는점이 낮고, 용해된 것이 냉각되면 유리를 형성.

- 형태는 고리 모양, 긴 사슬 모양, 층상구조(운모류), 그물구조(석영) 등.

- 각종 물질에는 규산염이 많이 포함되어 있는데, 유리, 시멘트, 도자기 등은 규산염의 특성을 이용한 것임.

ㅇ 이산화규소, 무수규산 (SiO2, silicon dioxide, silica)

- 무수규산 또는 단순히 규산이라고 하기도 함.

- 순수한 것은 무색투명 고체이지만 천연산은 대개 불순물을 함유하고 있으며 착색되어 있음(수정, 부싯돌 등). 규사(silica sand)도 화학적으로는 SiO2이지만, 주로 석영으로 되어 있는 모래를 말함.

- 규산알칼리의 진한 용액에 산을 가하면 무정형의 백색 겔이 되는데, 이것은 이산화규소와 물이 화합한 것으로 물의 양은 일정하지 않음. 이 겔을 건조한 공기에 방치하였다가 가열(500℃) 건조하면 차차 물을 잃으면서 이산화규소SiO2가 됨.

ㅇ 콜로이달 실리카, 실리카 졸 (coloidal silica, silica sol)

- 규산염에 묽은 염산을 작용시키는 등의 방법으로 얻어지는 것으로서 이산화규소수화물의 현탁액.

- 수화물의 조성은 이산화규소가 대부분이지만, 규산이 일정한 구조를 갖고 있지는 않음.

- 규산의 수용해도는 작지만 상온에서는 좀처럼 침전되지 않음.

- 실리카 졸은 규소화합물(Si(OH)4등)의 약15개가 결합된 10-15nm크기의 입자가 떠있는 현탁액 상태.

ㅇ 식물과 규산

- 토양 중에는 규산(silicic acid, H2SiO3) 또는 규산염(silicate, K2SiO3) 등의 형태

- 체내흡수는 이온상 또는 분자상 규산으로 흡수

- 피자식물의 평균함량은 100ppm (단자엽에 훨씬 많음). 함량이 낮은 식물에서는 지상부.근부에 거의 같음. 함량 높은 식물에서는 지상부에 몇배(3배)가 많음. 엽신.엽초의 유관속조직.표피조직의 세포벽 외측에 분포.

- 체내형태는 거의 silica gel(벼에서는 90-95%)상태. 일부가 silicic acid (0.5-8.0%), colloidal silica로서 존재.

- 도관의 증등류 중에서는 silicic acid로 존재하여 식물체내를 상승 지상부 조직에 들어가며, 세포벽 외측에 분비되어 silica gel로 고화.침적되면 이동성 없어짐.

- 엽신의 표피조직세포에서는 세포벽과 각피층 사이에 Si가 분비되어 각피.규산 2중층을 형성. Si는 당,셀루로스.단백질 등 여러가지 유기화합물과 결합하는 성질이 있음.

ㅇ 규산 효과

- 화학적 효과 : 토양중에서 인산고정을 방지하여 가급태 인산을 증가. 뿌리 산화력을 증진하여 뿌리표면에서 Fe, Mn을 산화.침적함으로써 체내함량을 낮추어 P의 이동성을 원활하게 함 (간접적으로 생육촉진).

- 형태적 효과 : 뿌리의 신장과 분얼을 촉진하고, 줄기.잎을 강건하게 하고 건물중 증가. 임실촉진. 각피.규산 2중층을 만들어 각피증산을 억제함으로써 엽면 증산량 억제. 엽신의 수광자세를 유리하게 하여 광합성 증진.

- 생리적 효과 : 세포벽 규질화로 균사신장을 방해하여 병원균에 대한 저항성 증진. 시용효과는 양분조건이 좋을수록 잘 나타남