| 초록 |
□ 연구개요 다양한 실제 대기 에어로졸 입자의 특성 규명을 위하여, 전자현미경, ATR-FTIR imaging, Raman microspectrometry, 흡습성 측정 분석법을 통합적으로 적용하여, 대기 에어로졸의 원소성분, 화합물 조성, 작용기, 형상과 크기, 흡습성을 다차원적으로 파악하는 통합적 단일입자분석 기술을 활용하고자 하였다. 이를 다양한 대기 에어로졸의 특성 규명에 적용함으로써 개개 대기 미세입자의 물리화학적 성질을 명확히 파악하는 신기원의 연구를 수행하고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 대기 에어로졸은 발생, 이동, 화학반응, 소멸, 환경에의 영향 등이 개개 입자 수준에서 이루어지기 때문에 단일입자분석법이 개개 미세 대기입자의 특성을 연구하기에 유용하다. 본 연구에서는 현미경분석에 기반을 둔 다양한 분석법인, 주사형전자현미경 (SEM/EDX), 전반사감쇄 FTIR (ATR-FTIR) imaging, micro-Raman, 광학현미경 등을 활용하는 새로운 통합적 단일입자측정분석법을 활용하여 다양한 실제 대기 에어로졸의 물리화학적 특성을 다차원적으로 규명하고자 하였고, 지난 3년간의 연구 1단계에서 수행해 오고 있는 연구를 심층적으로 지속하고자 하였다. 전자현미경은 미세입자의 형상, 크기와 원소성분 분석이 가능하고, ATR-FTIR imaging과 micro-Raman은 분자화합물, 결정형태, 물리적 상(phase)에 대한 정보를 주며, 광학현미경 기반의 흡습성 측정 시스템은 개개입자의 흡습성을 연구하는데 사용된다. 이 연구에서는 동일한 개개 미세입자에 여러 현미경 기반의 단일입자분석법을 적용하는 새로운 분석법을 다양한 대기 에어로졸 입자, 즉 해염 입자, 토양 기원 입자, 도시 대기 입자, 극지 입자, Amazon forest 입자, 실내 입자, 대기 중 석면 등의 특성 규명에 적용하고자 하였고, 이와 관련하여 충분한 연구결과를 창출하였다. 이러한 서로 다른 단일입자분석법의 특징은 현미경 기반의 방법이고 비파괴분석법이면서 특히나 실제 대기 에어로졸의 측정에 매우 유용한 장점 때문에 개개 입자의 물리화학적 특성을 다차원적으로 명확하게 파악하게 한다. 즉, 동일한 개개 입자의 형상과 크기, 원소 분석(low-Z particle EPMA로부터), 작용기, 분자 구조 및 조성, 결정 형태(ATR-FTIR imaging과 micro-Raman으로부터), 표면 구조와 개개 입자의 깊이 분석(micro-Raman으로부터), 흡습성과 반응성(흡습성 측정으로부터) 등을 동일한 개개 입자로부터 얻을 수 있기에 지금까지 알려지지 않은 대기 에어로졸의 물리화학적 특성과 화학반응을 이해할 수 있게 할 연구이고, 이러한 연구내용과 목표에 걸맞게 연구결과를 창출하였다. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구에서는 SEM, ATR-FTIR imaging, micro-Raman imaging, 흡습성측정 시스템 등 다양한 현미경 기반의 단일입자분석법을 확립하고, 독립적인 이들 단일입자측정분석 기술을 동일한 개개 입자의 특성 규명에 적용한다. 이로써 개개 입자의 크기 및 형상과 흡습성, 원소 농도, 분자화합물과 작용기 확인, 결정성 등 개개 입자의 물리화학적 특성에 대하여 종합적 정보를 얻고자 하는 본 연구는, 해염 입자, 황사 입자,중국발 초미세먼지, 극지 입자, Amazon forest 입자, 도시 대기입자, 실내 입자 등 실제 대기입자의 특성을 규명하는 측정분석 기술의 수준을 크게 향상시킬 수 있다. 본연구는 지금까지 알려지지 않은 대기 에어로졸의 물리화학적 성질을 새롭게 규명할것으로 기대하며, 대기 에어로졸의 지구 온난화와 인체 위해성에 대한 영향, 발생원추정 등에 관련하여 새로운 지식을 제공할 것이다. 이는 국민 건강 증진과 지구 기후변화와 관련한 정책 수립에 공공 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
