KR100870245B1 - Preparation of polymer microcapsule with semiconductor nano particles - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of a semiconductor nanoparticle-containing microcapsule is provided to prevent the change and degradation of spectroscopic property and to suppress the elution even in the external circumstances change such as various solvent and pH change. A manufacturing method of a semiconductor nanoparticle-containing microcapsule comprises a first step for reforming the surface of a semiconductor nanoparticle with a C5-C20 fatty acid compound; a second step for mixing the surface-modified semiconductor nanoparticle, organic solvent and emulsion aqueous solution to manufacture droplet; and a third step for emulsion-polymerizing the droplet and the amine-based -aldehyde copolymer to microcapsule polymerized wit polymer on the surface of the droplet containing semiconductor nanoparticles. The semiconductor nanoparticle has the particle size of 1 ~ 100 nm.

Description

반도체 나노입자가 함유된 마이크로 캡슐의 제조방법{Preparation of polymer microcapsule with semiconductor nano particles}Manufacturing method of microcapsules containing semiconductor nanoparticles {Preparation of polymer microcapsule with semiconductor nano particles}

본 발명은 내부에 반도체 나노입자를 함유하는 캡슐 형태의 입자로, 상기 반도체 나노입자가 캡슐의 내부 또는 캡슐의 내측 벽면에 반도체 나노입자를 함유하여 용출이 용이하지 않는 마이크로 캡슐을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a microcapsule containing particles in the form of a capsule containing semiconductor nanoparticles therein, wherein the semiconductor nanoparticles contain semiconductor nanoparticles on the inside of the capsule or the inner wall of the capsule, and thus are not easily dissolved. will be.

일반적으로 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자는 고분자 표면에 반도체 나노입자가 물리적 흡착, 화학적 결합, 또는 고분자 사슬이 뭉쳐 비드 형태의 고분자 입자를 형성할 때, 입자의 내부에 반도체 나노입자들이 박혀있는 형태로 제조되는 방법 등이 알려져 있다.In general, a polymer particle including semiconductor nanoparticles is a form in which the semiconductor nanoparticles are embedded in the inside of the particle when the semiconductor nanoparticles physically adsorb on the surface of the polymer, chemical bonds, or polymer chains form a bead-shaped polymer particle. And the like are known.

이와 같이 반도체 나노입자가 고분자 입자의 표면에 물리적으로 흡착되거나 화학적 결합으로 부착된 경우에는 외부 조건에 크게 영향을 받게 된다. 즉, 외부환경의 pH의 변화, 반응성 물질에 의한 화학변화, 용매에 의한 용출 등에 나타나게 되면 반도체 나노입자가 갖는 형광특성 등이 쉽게 변화되거나 잃게 되는 문제가 있게 되는 바, 이러한 경우에는 단지 고분자가 반도체 나노입자의 지지체 역할만을 수행하게 된다.As such, when the semiconductor nanoparticles are physically adsorbed on the surface of the polymer particles or attached by chemical bonds, they are greatly influenced by external conditions. That is, if the change in pH of the external environment, chemical change by reactive substances, elution by solvent, etc., the fluorescence characteristics of semiconductor nanoparticles are easily changed or lost. Only serves as a support of the nanoparticles.

또한, 고분자 비드에 형광입자를 분산하여 팽윤된 고분자 입자에 반도체 나노입자를 함유시키는 방법은 반도체 나노입자들이 고분자 사슬 등에 파묻혀 있는 상태를 형성하게 되므로 외부 환경변화에 대한 안정성 유지는 가능하다. 그러나, 고분자 입자를 이루는 고분자 사슬과의 물리·화학적인 다양한 작용에 의해 그 특성이 변화 될 수 있다. 즉, 분자 수준에서 반도체 나노입자와 고분자 사슬이 접합되어 있는 상태가 되므로 물리·화학적 영향을 고분자 사슬의 물성에 많은 영향을 받게 된다. 또한, 반도체 나노입자는 고분자 입자의 크기와 모폴로지 등에 따라 함유량이 달라지고, 반도체 나노입자 중 형광성을 가지는 경우 반도체 나노입자의 위치가 함유된 위치 구체적으로 고분자 입자의 내부 중심층에 위치한 것과 표면 가까이에 위치한 것 등에 따라 그 분광학적 특성이 일정하지 못한 입자가 형성되는 문제가 있었다.In addition, the method in which the semiconductor nanoparticles are included in the swollen polymer particles by dispersing the fluorescent particles in the polymer beads forms a state in which the semiconductor nanoparticles are buried in the polymer chain, thereby maintaining stability against external environmental changes. However, its properties can be changed by various physical and chemical actions with the polymer chains forming the polymer particles. That is, since the semiconductor nanoparticles and the polymer chains are bonded at the molecular level, physical and chemical effects are greatly affected by the physical properties of the polymer chains. In addition, the content of the semiconductor nanoparticles varies depending on the size and morphology of the polymer particles, and in the case where the semiconductor nanoparticles have fluorescence, the position where the semiconductor nanoparticles are located is specifically located in the inner center layer of the polymer particles and near the surface. There was a problem in that particles having irregular spectroscopic properties were formed depending on the location.

본 발명은 반도체 나노입자를 고분자에 함유하는 종래의 방법이 외부 환경 변화에 대한 민감성, 반도체 나노입자의 분산성 저하로 인하여 함유된 반도체 나노입자의 용출, 반도체 나노입자 중 형광성을 가지는 경우 분광학적 특성 변화 및 저하 등의 문제를 개선하여 완전히 내부에 반도체 나노입자가 봉입된 마이크로 캡슐 을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.The present invention is a spectroscopic characteristic when the conventional method of containing semiconductor nanoparticles in the polymer has sensitivity to external environmental changes, dissolution of the contained semiconductor nanoparticles due to a decrease in dispersibility of the semiconductor nanoparticles, and fluorescence among the semiconductor nanoparticles. The present invention proposes a method of manufacturing a microcapsule completely enclosed with semiconductor nanoparticles by improving problems such as change and degradation.

본 발명은 반도체 나노입자 표면을 탄소수 1 ∼ 20의 지방산화합물로 개질하는 1단계 ; 상기 표면이 개질된 반도체 나노입자, 유기용매 및 유화제 수용액을 혼합하여 액적을 제조하는 2단계 ; 및 상기 액적과, 아민계-알데히드계 공중합체를 에멀젼 계면중합하여 반도체 나노입자가 함유된 액적의 표면에 고분자가 중합된 마이크로 캡슐을 제조하는 3단계를 포함하여 이루어진 반도체 나노입자 함유 마이크로 캡슐의 제조방법에 그 특징이 있다.The present invention comprises the steps of modifying the surface of the semiconductor nanoparticles with a fatty acid compound having 1 to 20 carbon atoms; Preparing a droplet by mixing the surface-modified semiconductor nanoparticles, an organic solvent, and an aqueous solution of an emulsifier; And preparing a microcapsule in which the polymer is polymerized on the surface of the droplet containing the semiconductor nanoparticle by emulsion-polymerizing the droplet and the amine-aldehyde copolymer. The method has its features.

본 발명은 에멀젼 계면중합을 통한 방법으로 내부에 반도체 나노입자가 함유된 마이크로 캡슐을 제조하는 것으로, 상기 반도체 나노입자는 캡슐 내부에 안정하게 봉입되어 극성 또는 비극성 용매 등의 다양한 용매, pH 변화 등의 외부 환경 변화에도 용출되거나, 반도체 나노입자 중 형광성을 가지는 경우 분광학적 특성 변화 및 저하되지 않아 센서의 표지물질 등과 같은 미세 공정이 요구되고 다양한 환경에 노출되는 바이오센서분야에서 그 활용성이 기대된다.The present invention is to prepare a microcapsule containing the semiconductor nanoparticles therein by a method through emulsion interfacial polymerization, the semiconductor nanoparticles are stably encapsulated inside the capsule, such as various solvents such as polar or nonpolar solvents, pH change, etc. In the case of eluting external environmental changes or having fluorescence in the semiconductor nanoparticles, the spectroscopic characteristics are not changed or deteriorated, so micro processes such as labeling materials of the sensor are required and its utilization is expected in the field of biosensors exposed to various environments.

본 발명은 유화제 수용액과 지방산화합물로 표면이 개질된 반도체 나노입자 를 함유하는 유기용액을 혼합하여 액적을 형성하고, 상기 액적과 아민계-알데히드계 공중합체를 에멀젼 계면중합하여 액적의 표면에 고분자 중합된 마이크로 캡슐을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 제조된 마이크로 캡슐은 반도체 나노입자가 캡슐 내부에 봉입 및 캡슐벽에 적층되어 특정의 용매 조건, pH 변화 등의 외부 환경 변화에도 거의 용출되지 않는다. 특히, 함유된 반도체 나노입자가 형광성을 가지는 경우에는 분광학적 특성 변화 및 저하되지 않는 특성을 가진다.The present invention forms a droplet by mixing an aqueous solution of an emulsifier and an organic solution containing semiconductor nanoparticles whose surface is modified with a fatty acid compound, and the polymer is polymerized on the surface of the droplet by emulsion polymerization of the droplet and the amine-aldehyde copolymer. To a method for producing a microcapsule. In the prepared microcapsules, the semiconductor nanoparticles are encapsulated inside the capsule and stacked on the capsule wall, so that the microcapsules are hardly eluted even in external environment changes such as specific solvent conditions and pH changes. In particular, in the case where the contained semiconductor nanoparticles have fluorescence, they have a characteristic of changing spectroscopic characteristics and not deteriorating.

본 발명의 반도체 나노입자을 함유하는 마이크로 캡슐은 입자의 표면개질, 액적 형성 및 액적 계면에서의 에멀젼 중합하는 일련의 과정으로 종래의 고분자 입자에 형광입자가 물리적으로 흡착, 화학적 결합 및 고분자 사슬에 묻혀 있는 상태가 아니라 캡슐 내부에 봉입 및 내부벽에 적층되어 있는 형태를 나타낸다. 상기 에멀젼 계면중합은 당 분야에서 일반적으로 캡슐을 제조하는 방법이나, 이를 이용하여 반도체 나노입자의 봉입을 성공적으로 수행하는 것에 대한 기술은 보고된 바 없고, 또한 종래의 조건은 산성조건하에서 제조하여 산화에 매우 민감한 반도체 나노입자들을 캡슐내부에 봉입하는 공정을 적용하는 것은 제한이 있었다. The microcapsules containing the semiconductor nanoparticles of the present invention are a series of processes for surface modification, droplet formation, and emulsion polymerization at the droplet interface, in which fluorescent particles are physically adsorbed, chemically bonded to polymer chains, and polymer chains. It is not a state, but is encapsulated inside the capsule and stacked on the inner wall. The emulsion interfacial polymerization is generally a method for preparing capsules in the art, but a technique for successfully encapsulating semiconductor nanoparticles using the same has not been reported, and conventional conditions are prepared under acidic conditions and oxidized. The process of encapsulating highly sensitive semiconductor nanoparticles into capsules has been limited.

이에, 본 발명은 반도체 나노입자가 제조공정에서 영향을 받는 것을 최소화하는 조건으로 제조공정을 개선하여 반도체 나노입자를 함유한 마이크로 캡슐을 제조하는 공정에 적용한 것이다. 즉, 이는 단순히 공지된 방법을 도입하여 반도체 나노입자가 함유된 마이크로 캡슐을 제조한 것이 아니라, 반도체 나노입자를 캡슐 내부에 봉입 및 내부벽에 적층하기 위하여 최적화된 조건하에서 수행한 것이다. 구체적으로, 최적 코팅물질이 도입된 반도체 나노입자를 적용하여 제조공정의 영향을 최소화하고 산성의 축합조건에 노출될 가능성을 최소화하는 방법으로 수행한 것에 기술구성상의 특징이 있다.Thus, the present invention is applied to a process for producing a microcapsule containing the semiconductor nanoparticles by improving the manufacturing process under conditions that minimize the influence of the semiconductor nanoparticles in the manufacturing process. In other words, this is not simply preparing a microcapsule containing the semiconductor nanoparticles by introducing a known method, but is carried out under the optimized conditions for encapsulating the semiconductor nanoparticles inside the capsule and laminated on the inner wall. Specifically, there is a feature in the technical configuration of the semiconductor nanoparticles with the optimum coating material applied to minimize the effect of the manufacturing process and minimize the possibility of exposure to acid condensation conditions.

이하, 본 발명에 따른 반도체 나노입자 함유 마이크로 캡슐을 제조하는 방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor nanoparticle-containing microcapsules according to the present invention will be described in detail.

먼저, 반도체 나노입자 표면을 탄소수 1 ∼ 20의 지방산 화합물로 개질한다. 상기 반도체 나노입자는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 크기가 1 ∼ 100 ㎚ 범위인 나노결정을 사용하는 바, 상기 입자의 크기가 1 ㎚ 미만이면 반도체 나노입자의 본래의 특성을 잃게 되고, 100 ㎚을 초과하는 경우에는 각 나노입자의 크기 분포가 고르지 않아서 특성 분포가 매우 넓어지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다. 특히, 상기 반도체 나노입자는 다음 화학식 1로 표시되는 입자를 사용할 수 있다.First, the surface of a semiconductor nanoparticle is modified with a C1-C20 fatty acid compound. The semiconductor nanoparticles are generally used in the art and use nanocrystals having a size in the range of 1 to 100 nm. If the size of the particles is less than 1 nm, the original characteristics of the semiconductor nanoparticles are lost. In case of exceeding the size distribution of each nanoparticle is uneven, so that the problem occurs that the characteristic distribution is very wide, it is good to maintain the above range. In particular, the semiconductor nanoparticles may be a particle represented by the following formula (1).

MmXn M m X n

상기 화학식 1에서, M은 Zn, Cd, Ga, Ge, In, Tl, Si, Ge, Sn 및 Pb 중에서 선택된 원소이고, X는 O, S, Se, Te, N, P, As, Sb 및 Bi 중에서 선택된 원소이며, m 및 n은 산화수를 맞추기 위한 것으로 각각 1 ∼ 4의 정수를 나타낸다.In Formula 1, M is an element selected from Zn, Cd, Ga, Ge, In, Tl, Si, Ge, Sn, and Pb, X is O, S, Se, Te, N, P, As, Sb and Bi M and n are integers of 1-4, respectively, in order to match oxidation number.

상기 화학식 1로 표시되는 무기형광입자는 반도체 나노결정(semiconductor nanocrystal)이라고 부르는 양자점(quantum dot)에 해당하는 것으로, 밴드갭(bandgap) 조절을 통한 좁은 범위의 형광 파장 구현이 가능하여 단일 파장을 갖 는 레이저, 발광 센서, 생체내 표지물질로의 응용이 연구되어 지고 있는 바, 이를 본 발명에 적용이 가능하다. 이러한 무기형광입자의 경우 두 성분 이상의 코어-쉘 구조를 형성할 수 있으며, 유기용매에 대한 친화성을 향상시키기 위하여 입자의 표면을 친유화하여 사용할 수 있다. 무기형광입자는 친유기화를 통하여 비극성 용매에 대한 높은 분산 능력을 보이나, 형광입자로서의 분광학적 특성을 소재로서 구현하기 위해서는 외부 환경에 대한 안정성과 매질에 대한 분산도 조절, 지지체에 대한 결합과 응집에 의한 침강 등이 해결되어야 한다. The inorganic fluorescent particles represented by Chemical Formula 1 correspond to quantum dots called semiconductor nanocrystals, and have a single wavelength by allowing a narrow range of fluorescence wavelengths through bandgap adjustment. Application to lasers, light-emitting sensors, in vivo labeling materials has been studied, which can be applied to the present invention. In the case of such inorganic fluorescent particles, a core-shell structure of two or more components may be formed, and the surface of the particles may be lipophilic in order to improve affinity for an organic solvent. Inorganic fluorescent particles show high dispersion ability in nonpolar solvents through lipophilizing, but in order to realize spectroscopic characteristics as fluorescent particles as materials, stability of external environment and dispersion of medium are controlled, binding and aggregation of support Sedimentation, etc. must be resolved.

이러한 반도체 나노입자는 액적의 내부에 함유되기 위하여 소수화 과정을 수행하는 바, 이때, 표면은 탄소수 1 ∼ 20의 지방산화합물을 이용하여 개질반응을 수행한다. 상기 지방산화합물은 탄소수 1 ∼ 20 범위의 포화 또는 불포화 지방산 중에서 선택된 것으로, 구체적으로 올레인산, 팔미트산, 에틸헥사노익산 및 리놀렌산 등을 사용할 수 있다. 이러한 지방산화합물은 반도체 나노입자에 대하여 0.5 ∼ 10 중량% 범위로 함유하는 바, 상기 함유량이 0.5 중량% 미만이면 코팅의 효과가 저하되고, 10 중량%를 초과하는 경우에는 표면에서 이탈한 지방산이 많아지는 문제가 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. The semiconductor nanoparticles are subjected to a hydrophobic process so as to be contained in the droplets, and at this time, the surface is subjected to a reforming reaction using a fatty acid compound having 1 to 20 carbon atoms. The fatty acid compound is selected from saturated or unsaturated fatty acids having 1 to 20 carbon atoms, specifically, oleic acid, palmitic acid, ethylhexanoic acid, linolenic acid, or the like may be used. The fatty acid compound is contained in the range of 0.5 to 10% by weight with respect to the semiconductor nanoparticles, when the content is less than 0.5% by weight, the effect of coating is lowered. It is desirable to maintain this range because there is a problem of losing.

다음으로, 지방산화합물로 표면이 개질된 반도체 나노입자, pH 6.5 ∼ 7.5 범위의 유화제 수용액 및 유기용매를 혼합하여 반도체 나노입자를 함유한 액적을 제조한다. 이때, 상기 혼합은 50 ∼ 100 ℃에서 500 ∼ 4000 rpm 범위로 교반하여 100 ∼ 10000 ㎚ 범위의 크기로 분산시켜 액적을 제조한다. 상기 교반속도가 500 rpm 미만이면 액적의 크기가 커지고 고르지 못하고, 4000 rpm을 초과하는 경우에는 고속 교반을 위한 별도의 장치가 필요한 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다. 또한, 이때 용액의 pH 범위가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 반도체 나노입자의 산화가 진행되는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다. Next, droplets containing semiconductor nanoparticles are prepared by mixing semiconductor nanoparticles whose surface is modified with fatty acid compounds, an aqueous solution of an emulsifier in the range of pH 6.5 to 7.5, and an organic solvent. At this time, the mixture is stirred at 50 to 100 ° C. in a range of 500 to 4000 rpm to disperse to a size in a range of 100 to 10000 nm to prepare droplets. When the stirring speed is less than 500 rpm, the size of the droplets is large and uneven, and if it exceeds 4000 rpm, it is preferable to maintain the above range because a separate device for high speed agitation occurs. In addition, in this case, when the pH range of the solution is out of the range, it may be a problem that oxidation of the semiconductor nanoparticles may proceed, so it is preferable to maintain the range.

상기 유화제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 폴리(스티렌-말레인산) 공중합체, 폴리비닐알코올 및 소디움 도데실설페이트 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 유화제는 수용액에 대하여 0.1 ∼ 10 중량비 범위로 사용되는 바, 상기 사용량이 0.1 중량비 미만이면 액적을 안정하게 유지시키는 효과가 없고, 10 중량비를 초과하는 경우에는 제거하기 어려워지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.The emulsifier is generally used in the art, but is not particularly limited, and specifically, a single compound or a mixture of two or more selected from poly (styrene-maleic acid) copolymer, polyvinyl alcohol, and sodium dodecyl sulfate may be used. have. Such emulsifiers are used in the range of 0.1 to 10 weight ratios with respect to the aqueous solution. If the amount is less than 0.1 weight ratio, there is no effect of keeping the droplets stable, and if the amount exceeds 10 weight ratios, it becomes difficult to remove them. It is good to keep it.

이러한 반도체 나노입자는 유기용매에 용해시켜 사용하는 바, 상기 유기용매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 물과 혼합하지 않는 것으로 방향족 또는 지방족 탄화수소 등을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 구체적으로 데칸, 도데칸, 옥타데칸 및 헥실벤젠 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유기용매는 유화제가 함유된 수용액에 대하여 5 ∼ 80 중량비 범위로 사용되는 바, 상기 사용량이 5 중량비 미만이면 1회 반응에서 얻게 되는 캡슐 입자의 수가 작아서 반응 효율이 낮아지고, 80 중량비를 초과하는 경우에는 액적의 농도가 높아져 구형의 일정크기 캡슐을 얻기 어려워지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.The semiconductor nanoparticles are used by dissolving them in an organic solvent, and the organic solvent may not be mixed with water generally used in the art, but aromatic or aliphatic hydrocarbons may be used, but specifically, decane and dodecane in the present invention. , Octadecane, hexylbenzene and the like are preferably used. The organic solvent is used in the range of 5 to 80 weight ratio with respect to the aqueous solution containing an emulsifier. When the amount of the organic solvent is less than 5 weight ratio, the number of capsule particles obtained in one reaction is small, so that the reaction efficiency is lowered and exceeds 80 weight ratio. In this case, it is preferable to maintain the above range because the concentration of the droplets increases, making it difficult to obtain a spherical constant size capsule.

다음으로, 상기 형광입자를 함유한 액적과, 아민계-알데히드계 공중합체를 에멀젼 계면중합하여 액적의 표면에 고분자가 중합된 캡슐을 제조한다. 이때, 상기 에멀젼 계면중합은 50 ∼ 100 ℃ 조건하에서 pH 3 ∼ 5 범위에서 수행되는 바, 상기 중합온도가 50 ℃ 미만이면 중합 반응이 매우 느려지고 100 ℃를 초과하는 경우에는 용액의 끓는 현상이 발생하고 액적이 불안정해 지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, pH는 액적형성 당시에 반도체 나노입자의 보호를 위해 중성으로 맞춘 것으로 에멀젼 계면중합 수행 시 온도를 올려서 개시한 후, 1시간 이후에 서서히 pH를 낮추어 상기 pH 3 ∼ 5의 범위를 유지하도록 하여 반도체 나노입자가 수용액에서 최대한 분리된 조건을 형성하고, 산성조건을 맞추어 에멀젼 계면중합을 진행한다. 상기 범위를 벗어나면 축합반응이 느려지는 경향을 보이므로 상기 범위를 위지하는 것이 바람직하다. Next, the droplet containing the fluorescent particles and the amine-aldehyde copolymer are interfacially polymerized to prepare a capsule in which a polymer is polymerized on the surface of the droplet. In this case, the emulsion interfacial polymerization is carried out in the range of pH 3 to 5 under the conditions of 50 ~ 100 ℃, if the polymerization temperature is less than 50 ℃ the polymerization reaction is very slow, when the temperature exceeds 100 ℃ boiling phenomenon occurs It is preferable to maintain the above range because a problem of unstable droplets occurs. In addition, the pH is set to neutral for the protection of the semiconductor nanoparticles at the time of droplet formation, the temperature is increased when the emulsion interfacial polymerization is performed, and then gradually lowered the pH after 1 hour to maintain the pH range of 3 to 5 The nanoparticles form a condition that is separated as much as possible from the aqueous solution, and the emulsion interfacial polymerization proceeds under acidic conditions. If it is out of the range, the condensation reaction tends to be slow, so it is preferable to occupy the range.

상기 아민계-알데히드계 공중합체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 아민계 화합물과 알데히드계 화합물의 공중합체로 상기 아민계 화합물은 멜라민, 요소, 탄소수 1 ∼ 10 범위의 알킬렌디아민, 탄소수 1 ∼ 10 범위의 알킬렌트리아민, 트리아미노벤젠 및 디아미노벤젠 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 알데히드계 화합물은 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 부틸알데히드, 벤즈알데히드(benzaldehyde) 및 파라포름알데히드 중에서 선택된 종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물을사용할 수 있다.The amine-aldehyde copolymer is generally used in the art, but is not particularly limited. The amine compound is a copolymer of an amine compound and an aldehyde compound, and the amine compound is melamine, urea, alkylene having 1 to 10 carbon atoms. One single compound or a mixture of two or more selected from diamine, alkylenetriamine having 1 to 10 carbon atoms, triaminobenzene and diaminobenzene can be used. In addition, the aldehyde-based compound may use a single compound or a mixture of two or more species selected from formaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butylaldehyde, benzaldehyde and paraformaldehyde.

상기 공중합체는 아민계 화합물에 대하여 알데히드계 화합물이 30 ~ 200 몰% 범위로 함유하는 바, 상기 함유량이 30 % 미만이면 고분자의 결합이 충분하지 못하고 200 몰%를 초과하는 경우에는 미반응 알데히드가 다량 남는다는 문제가 발생한다.The copolymer contains an aldehyde-based compound in the range of 30 to 200 mol% with respect to the amine-based compound. When the content is less than 30%, the bond of the polymer is not sufficient, and the unreacted aldehyde is more than 200 mol%. The problem is that a large amount remains.

이러한 아민계-알데히드계 공중합체는 액적에 대하여 5 ∼ 20 중량비 범위로 사용되는 바, 상기 사용량이 5 중량비 미만이면 모든 액적을 둘러쌀 충분한 고분자 외부층이 형성되지 못하고 20 중량비를 초과하는 경우에는 액적과 관련 없이 형성되는 캡슐 외부층 이외의 고분자 입자들이 형성되는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.The amine-aldehyde copolymer is used in the range of 5 to 20 weight ratios with respect to the droplets. If the amount is less than 5 weight ratios, a sufficient polymer outer layer is not formed to surround all the droplets. It is preferable to maintain the above range because a problem occurs that polymer particles other than the capsule outer layer are formed irrespective of the enemy.

이후에 원심분리와 세척의 반복과정으로 정제를 수행하며, 150 ℃ 이하, 구체적으로 150 ℃ 미만에서 건조하여 형광입자를 함유하는 마이크로 캡슐을 제조한다. 상기 건조온도가 150 ℃를 초과하는 경우에는 봉입된 반도체 나노입자의 특성이 변질되는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 좋다.Thereafter, purification is performed by a repeated process of centrifugation and washing, and dried at 150 ° C. or lower, specifically, below 150 ° C. to prepare microcapsules containing fluorescent particles. If the drying temperature exceeds 150 ℃ it is good to maintain the above range because the problem occurs that the properties of the encapsulated semiconductor nanoparticles are altered.

이상의 과정으로 본 발명은 형광입자 함유 마이크로 캡슐을 제조할 수 있으며, 상기 형광입자는 마이크로 캡슐 내부에 분산 또는 내부벽에 적층된 형태로 함유되어 있으며, 마이크로 캡슐은 100 nm ∼ 1 mm 범위이고, 유기용매에 대한 형광입자의 용출량은 1 ppm 이하의 범위이고, 용출율이 0 ∼ 50 % 범위를 유지하며, 봉입 전 용액상태의 반도체 나노입자의 형광발광강도 대비 상대발광강도 40 ∼ 90 %를 나타낸다.In the above process, the present invention can produce a fluorescent particle-containing microcapsules, the fluorescent particles are contained in the form of dispersion or laminated on the inner wall of the microcapsule, the microcapsules are in the range of 100 nm ~ 1 mm, organic solvent The elution amount of the fluorescent particles in the range of 1 ppm or less, the dissolution rate is maintained in the range of 0 to 50%, and shows the relative luminescence intensity of 40 to 90% of the fluorescence emission intensity of the semiconductor nanoparticles in solution before encapsulation.

한편, 본 발명에 따라 제조된 형광입자 함유 마이크로 캡슐은 형광입자에 대한 용해도가 높은 용매에 분산시키는 경우에도 내부에 함유된 형광물질의 용출이 거의 일어나지 않음을 알 수 있다. 이때, 분산에 사용되는 용매는 물, 알콜, 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 테트라클로로메탄 및 테트라하이드로퓨란 등을 사용할 수 있다. 이때, 용매 부분에 대한 형광입자의 농도는 약 1 ppm 이하의 범위를 나타내며, 마이크로 캡슐 내부에 함유된 형광입자의 농도는 변하지 않는 결과로서 용출이 전혀 나타나지 않는다는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, it can be seen that the fluorescent particles containing the microcapsules prepared according to the present invention hardly dissolve the fluorescent substance contained therein even when dispersed in a solvent having high solubility in the fluorescent particles. At this time, the solvent used for the dispersion may be water, alcohol, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, tetrachloromethane and tetrahydrofuran. At this time, the concentration of the fluorescent particles in the solvent portion is in the range of about 1 ppm or less, it can be confirmed that the elution does not appear at all as a result of the concentration of the fluorescent particles contained in the microcapsules does not change.

일례로, 형광입자를 포함한 마이크로캡슐의 분광학적 특성을 확인하면 형광입자로서 CdSe/ZnS로 구성된 평균크기 8 nm의 반도체 나노크리스탈을 사용하고 옥타데칸을 내부 중심물질로 하고, 멜라민-포름알데히드 수지를 외부 고분자 껍질층으로 한 경우 λmax 600 nm의 형광 발광 스펙트럼(emission-spectrum)이 관찰되어 캡슐 봉입 이후에도 형광입자의 분광학적 특성이 잘 보존됨을 확인할 수 있다. For example, if the spectroscopic characteristics of the microcapsules including fluorescent particles were checked, the average particle size of 8 nm semiconductor nanocrystals composed of CdSe / ZnS was used as fluorescence particles, and octadecane was used as an inner core, and melamine-formaldehyde resin was used. In the case of the outer polymer shell layer, a fluorescence emission spectrum of λ max 600 nm was observed, indicating that the spectroscopic characteristics of the fluorescent particles were well preserved even after encapsulation.

또한, 일반적으로 옥타데칸과 같은 지방족 및 방향족 탄화수소의 경우에는 상기와 같은 분산용매를 사용하는 경우에는 5 분 ∼ 1 시간에 걸쳐 내부 중심물질이 외부로 용출되어 빠져나가게 된다. 이와 같은 현상은 약 50 nm 내외로 형성된 고분자 껍질층이 팽윤될 수 있는 용매에 의해 외벽의 조밀성이 낮아지고 용매의 침투와 내부물질의 용해가 일어나서 진행되는 것으로 여겨진다. 이러한 내부 물질의 용출에서도 캡슐 내부에 봉입된 형광 나노입자는 고분자 껍질층에 갇혀 캡슐 밖으로 빠져나오는 것이 전혀 관찰되지 않는 결과를 보였다. 본 발명의 형광입자를 함유한 마이크로캡슐은 전자현미경과 레이저공초점형광현미경(laser confocal fluorescence microscope)를 사용하여 관찰하면 마이크로캡슐에서 50 nm 두께로 형성되는 멜라민-포름알데히드 수지 외부층 내부 표면에 형광입자가 부착되어 제조됨 이 확인할 수 있다. In addition, in the case of aliphatic and aromatic hydrocarbons, such as octadecane, in the case of using such a dispersion solvent, the internal core material elutes to the outside over 5 minutes to 1 hour. This phenomenon is thought to be caused by the low density of the outer wall and the penetration of the solvent and the dissolution of the internal material by the solvent in which the polymer shell layer formed at about 50 nm can be swollen. Even in the elution of the internal material, the fluorescent nanoparticles encapsulated inside the capsule were trapped in the polymer shell layer and showed no results out of the capsule. The microcapsules containing the fluorescent particles of the present invention are fluorescence on the inner surface of the melamine-formaldehyde resin outer layer formed 50 nm thick in microcapsules when observed using an electron microscope and a laser confocal fluorescence microscope. It can be seen that the particles are attached and prepared.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

실시예 1Example 1

반응기에 유화제로서 폴리(스티렌-말레인산)공중합체 소듐 염(분자량 : 120,000, 점도 ; 24,000 cps, 30% 수용액, 말레인산 함유량 : 50 mol%) 1.32 g을 이온정제수 9 g에 5 중량%로 희석한 후, 600 rpm으로 빠르게 교반시키면서 20 중량% NaOH와 20 중량% H2SO4를 이용하여 pH를 4.5에 맞추었다. 옥타데칸 6 g에 입자 표면이 올레인산 2 중량%로 개질된 CdSe/ZnS 형광입자(입자크기 8 nm) 45 mg을 분산시키고, 상기에서 제조된 유화제 수용액에 첨가하고 70 ℃에 맞춰진 항온조에서 10분 동안 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 분산시켰다. After diluting 1.32 g of poly (styrene-maleic acid) copolymer sodium salt (molecular weight: 120,000, viscosity; 24,000 cps, 30% aqueous solution, maleic acid content: 50 mol%) as an emulsifier to 9 g of ion-purified water The pH was adjusted to 4.5 using 20 wt% NaOH and 20 wt% H 2 SO 4 with rapid stirring at 600 rpm. To 6 g of octadecane, 45 mg of CdSe / ZnS fluorescent particles (particle size 8 nm) whose particle surface was modified with 2% by weight of oleic acid were dispersed, added to an aqueous solution of the emulsifier prepared above, for 10 minutes in a thermostat set at 70 ° C. Dispersion was carried out using a homogenizer.

3구 둥근 바닥 플라스크에 멜라민(melamine) 분말 0.396 g과 포름알데하이드(formaldehyde) 0.764 g, 이온 정제수 1.32 g을 넣고 질소 분위기 하에서 온도를 70 ℃로 승온하여 200 rpm으로 10분간 교반하여 멜라민 프리폴리머(melamine prepolymer, 이하 'MF'라 함)를 형성하였다. 여기에 CdSe/ZnS 형광입자를 포함하는 액적을 투입한 후 70 ℃에서 3시간 반응시켜 MF-캡슐을 제조하였다. 상기에서 제조된 형광입자를 함유하는 MF-캡슐은 원심분리를 통해 수용액에서 분리하고 헥산과 에탄올로 세척하고 원심분리 하는 과정을 3회 반복하여 정제하였고 동결건조기를 이용하여 분말형태로 건조하였다. 이때, 상기에서 제조된 MF-캡슐의 크기는 400 ㎚ 범위(± 100 nm)를 나타내었다.In a three-necked round bottom flask, 0.396 g of melamine powder, 0.764 g of formaldehyde, and 1.32 g of ionic purified water were heated, and the temperature was raised to 70 ° C. under a nitrogen atmosphere and stirred at 200 rpm for 10 minutes to melamine prepolymer. , Hereinafter referred to as 'MF'. Droplets containing CdSe / ZnS fluorescent particles were added thereto, followed by reaction at 70 ° C. for 3 hours to prepare MF-capsules. The MF-capsules containing the prepared fluorescent particles were separated from an aqueous solution by centrifugation, washed with hexane and ethanol, and centrifuged three times, and dried in powder form using a lyophilizer. At this time, the size of the prepared MF-capsules showed a 400 nm range (± 100 nm).

도 1은 상기에서 제조된 MF-캡슐의 레이저 공초점형광현미경 사진을 나타낸 것으로, 형광입자가 캡슐 내벽을 따라 부착되어 있음을 확인할 수 있었다.Figure 1 shows a laser confocal fluorescence micrograph of the prepared MF-capsules, it was confirmed that the fluorescent particles are attached along the inner wall of the capsule.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, CdSe/ZnS 대신에 입자의 표면이 팔미트산 4 중량%로 개질된 TiO2(입자크기 5 nm) 200 mg를 사용하여 MF-캡슐을 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 MF-캡슐의 크기는 400 ㎚ 범위(± 100 nm)를 나타내었다.MF-capsules were prepared in the same manner as in Example 1, except that 200 mg of TiO 2 (particle size 5 nm) whose surface was modified with 4% by weight of palmitic acid instead of CdSe / ZnS. At this time, the size of the prepared MF-capsules showed a 400 nm range (± 100 nm).

비교예 1Comparative Example 1

테트라하이드로퓨란 10 mL에 폴리스티렌(분자량 : 30000) 1 g을 넣고 가열하여 70 ℃에서 1시간 교반하여 균일 용액을 제조하였다. CdSe/ZnS 형광입자(입자에 대하여 올레인산이 2 중량% 코팅, 입자크기 8 nm) 45 mg을 상온으로 식힌 상기 용액에 첨가하고 10분간 교반하였다. 소듐 도데실설포네이트(dodesylsulfonate) 800 mg을 에탄올 100 mL에 녹이고 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 800 rpm으로 빠르게 교반하면서 상기 준비한 폴리스티 렌-형광입자 용액을 서서히 30분간 적가하였다. 상기 교반을 끝내고 원심분리기로 고분자 입자를 분리하여 에탄올, 헥산, 물로 세척하였다. 상기 과정을 3회 반복하고 건조하여 CdSe/ZnS 형광입자를 포함한 폴리스티렌 고분자 입자를 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 고분자 입자의 크기는 300 ㎚ 범위(± 200 nm)를 나타내었다.1 g of polystyrene (molecular weight: 30000) was added to 10 mL of tetrahydrofuran, and heated and stirred at 70 ° C. for 1 hour to prepare a homogeneous solution. 45 mg of CdSe / ZnS fluorescent particles (coated with 2% by weight of oleic acid per particle, particle size of 8 nm) were added to the solution cooled to room temperature and stirred for 10 minutes. 800 mg of sodium dodesylsulfonate was dissolved in 100 mL of ethanol, and the prepared polystyrene-fluorescent particle solution was slowly added dropwise for 30 minutes while rapidly stirring at 800 rpm using a homogenizer. After the stirring was completed, the polymer particles were separated by a centrifuge and washed with ethanol, hexane and water. The process was repeated three times and dried to prepare polystyrene polymer particles including CdSe / ZnS fluorescent particles. At this time, the size of the polymer particles prepared above showed a 300 nm range (± 200 nm).

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 형광입자로 CdSe/ZnS 대신에 쿠마린(coumarin) 314(Aldrich 사 제품) 40 mg을 사용하여 쿠마린 314-폴리스티렌 고분자 입자를 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 고분자 입자의 크기는 350 ㎚(± 100 nm) 범위를 나타내었다.In the same manner as in Comparative Example 1, coumarin 314-polystyrene polymer particles were prepared using 40 mg of coumarin 314 (manufactured by Aldrich) instead of CdSe / ZnS as fluorescent particles. At this time, the size of the polymer particles prepared above showed a 350 nm (± 100 nm) range.

비교예 3Comparative Example 3

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 형광입자로 CdSe/ZnS 대신에 소수성 TiO2(입자에 대하여 팔미산이 4 중량% 코팅, 입자크기 5 nm) 200 mg를 사용하여 TiO2-폴리스티렌 고분자 입자를 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 고분자 입자의 크기는 300 ㎚ 범위(± 200 nm)를 나타내었다.In the same manner as in Comparative Example 1, instead of CdSe / ZnS as a fluorescent particle to prepare a TiO 2 -polystyrene polymer particles using 200 mg of hydrophobic TiO 2 (coated 4% by weight of palmitic acid, particle size 5 nm) 200 mg. It was. At this time, the size of the polymer particles prepared above showed a 300 nm range (± 200 nm).

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, CdSe/ZnS 대신에 쿠마린(coumarin) 314 (Aldrich) 40 mg을 사용하여 쿠마린 314가 함유된 고분자 입자를 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 고분자 입자의 크기는 4000 ㎚(± 100 nm) 범위를 나타내었다.In the same manner as in Example 1, coumarin 314 (Aldrich) 40 mg instead of CdSe / ZnS was used to prepare a polymer particle containing coumarin 314. At this time, the size of the polymer particles prepared above was in the range of 4000 nm (± 100 nm).

비교예 5Comparative Example 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 올레인산 대신에 트리옥틸포스핀옥사이드(TOPO) 2 중량%로 표면이 개질된 CdSe/ZnS 형광입자(입자크기 8 nm) 45 mg을 사용하여 고분자 입자를 제조하였다. 이때, 상기에서 제조된 고분자 입자의 크기는 350 ㎚(± 100 nm) 범위를 나타내었다.     The polymer particles were prepared in the same manner as in Example 1, but using 45 mg of CdSe / ZnS fluorescent particles (particle size 8 nm) whose surface was modified with 2% by weight of trioctylphosphine oxide (TOPO) instead of oleic acid. . At this time, the size of the polymer particles prepared above showed a 350 nm (± 100 nm) range.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 5에서 제조된 입자에 함유된 형광입자의 용출능을 확인하는 실험을 수행하였다. 먼저, 입자에 함유된 형광물질의 함량을 ICP-AES(Inductive coupled plasma-atomic emission spectroscopy)를 사용하거나 UV-Vis spectroscopy를 통한 농도 계산으로 정량하였다. 다음으로 상기 실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 5에서 제조된 각각의 입자를 클로로포름에 분산시키고 1시간 초음파분해(sonication)하여 입자 내부에 포함된 형광물질을 용출 되도록 하고, 처리한 후 입자와 용액을 상기 방법으로 분석하여 입자에 포함된 형광물질의 함량을 정량하였다. Experiments were carried out to confirm the dissolution ability of the fluorescent particles contained in the particles prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5. First, the amount of fluorescent material contained in the particles was quantified by using ICP-AES (Inductive coupled plasma-atomic emission spectroscopy) or by concentration calculation through UV-Vis spectroscopy. Next, the particles prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5 were dispersed in chloroform and sonicated for 1 hour to elute the fluorescent material contained in the particles, and then treated with particles. The solution was analyzed by the above method to quantify the amount of fluorescent material contained in the particles.

구분division 함유성분Ingredients 입자제조 시 함량 (중량%)Content when manufacturing particles (% by weight) 용출평가 후 함량 (중량%)Content after dissolution evaluation (% by weight) 용출량(용출율) (중량%)Elution amount (dissolution rate) (wt%) 실시예 1Example 1 CdSe/ZnS 나노입자 (올레인산 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (oleic acid coating, particle size 8 nm) 0.390.39 0.390.39 0(0%)0 (0%) 실시예 2Example 2 소수성 TiO2 (팔미트산 코팅, 입자크기 5 nm)Hydrophobic TiO 2 (coated with palmitic acid, particle size 5 nm) 0.220.22 0.220.22 0(0%)0 (0%) 비교예 1Comparative Example 1 CdSe/ZnS 나노입자 (올레인산 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (oleic acid coating, particle size 8 nm) 0.170.17 0.010.01 0.16(94%)0.16 (94%) 비교예 2Comparative Example 2 쿠마린(coumarin) 314 (Aldrich)Coumarin 314 (Aldrich) 0.070.07 00 0.07(100%)0.07 (100%) 비교예 3Comparative Example 3 소수성 TiO2 (팔미트산 코팅, 입자크기 5 nm)Hydrophobic TiO 2 (coated with palmitic acid, particle size 5 nm) 0.280.28 0.010.01 0.27(96%)0.27 (96%) 비교예 4Comparative Example 4 쿠마린(coumarin) 314 (Aldrich)Coumarin 314 (Aldrich) 0.120.12 0.050.05 0.07(58%)0.07 (58%) 비교예 5Comparative Example 5 CdSe/ZnS 나노입자 (트리옥틸포스핀옥사이드 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (trioctylphosphine oxide coating, particle size 8 nm) 0.330.33 0.240.24 0(0%)0 (0%)

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 2의 입자는 완벽하게 형광입자가 캡슐 내부에 봉입되어 캡슐 외부로 빠져나가는 현상이 전혀 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. As shown in Table 1, the particles of Examples 1 to 2 according to the present invention was confirmed that no phenomenon that the fluorescent particles are completely encapsulated inside the capsule and escaped to the outside of the capsule.

구체적으로, 실시예 1에서 사용된 CdSe/ZnS 나노입자는 도 1에서 살펴본 바와 같이 캡슐 내부에 잘 봉입되어 캡슐 바깥으로 빠져나가지 않아 형광특성이 유지된다는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 3에서 사용된 TiO2 입자는 실시예 1의 나노입자에 비해 작은 4 nm 평균 크기를 갖지만 역시 캡슐 내부에 잘 봉입되어 캡슐 바깥으로 빠져나가지 않는다는 것을 확인할 수 있다. Specifically, it was confirmed that the CdSe / ZnS nanoparticles used in Example 1 were well encapsulated inside the capsule and did not escape out of the capsule as shown in FIG. The TiO 2 particles used in Example 3 had a smaller 4 nm average size than the nanoparticles of Example 1 but were also encapsulated inside the capsule and did not escape out of the capsule.

비교예 1 ∼ 3은 종래 일반적으로 알려진 구형으로 뭉친 고분자 입자에 형광입자들이 파묻히는 형태로 제조된 것으로 내부에 포함되는 형광입자가 거의 대부분 용출되었음을 확인할 수 있었다. 이는 고분자에 대한 용해도가 높은 용매 조건에서 고분자 사슬이 풀리면서 내부에 포집된 형태로 포함되었던 나노입자와 화합물이 외부로 대부분 빠져나간 것으로 볼 수 있다. 비교예 4는 유기형광물질로 쿠마린(coumarin) 314는 단분자 화합물을 사용한 것으로 용출 실험 후 캡슐 내부에 포함된 함량이 줄어든 결과를 보였다. 이는 단분자 화합물로서 캡슐 내부로 침투한 용액에 완전히 용해되어 멜라민-포름알데히드 고분자 껍질층을 투과하는 것으로 파악된다. Comparative Examples 1 to 3 were manufactured in a form in which fluorescent particles are buried in polymer particles aggregated into a generally known spherical shape, and almost all of the fluorescent particles contained therein were eluted. This can be seen that most of the nanoparticles and compounds contained in the form trapped inside as the polymer chain is released in the solvent conditions of high solubility to the polymer is largely escaped to the outside. In Comparative Example 4, coumarin coumarin (314) was used as an organic fluorescent substance, and the content contained in the capsule was decreased after the dissolution experiment. It is understood that it is completely dissolved in the solution penetrating into the capsule as a monomolecular compound and penetrates the melamine-formaldehyde polymer shell layer.

도 2 및 도 3은 상기 표 1과 동일한 결과를 보여주는 것으로 용매 조건에 따라 캡슐 내부에 있던 중심물질 즉 제조 시 오일 액적으로 사용되어 캡슐의 내부를 이루는 물질들이 모두 용출되어 빠져나와서 캡슐의 변형이 일어나도 캡슐 내부에 봉입되어 있던 나노입자는 그대로 캡슐 내부에 존재함을 확인할 수 있다. 2 and 3 show the same results as in Table 1 above, even if the core material that was inside the capsule, that is, oil droplets during manufacture, was used as the oil droplets during manufacture, and all materials forming the inside of the capsule were eluted out to be deformed. It can be seen that the nanoparticles encapsulated inside the capsule are present in the capsule as it is.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조된 입자에 함유된 형광입자의 상대발광 형광 강도를 측정한 것이다. 이때, 상대 발광 형광 강도는 봉입전 용액상태의 반도체 나노입자의 형광발광강도 대비 상대발광강도를 λ = 420 nm에서 흡광시켜 나타나는 발광의 세기를 형광분석기로 측정하여 나타낸 것이다.The relative luminescence fluorescence intensity of the fluorescent particles contained in the particles prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was measured. In this case, the relative luminescence fluorescence intensity is measured by measuring the intensity of luminescence generated by absorbing the relative luminescence intensity of the semiconductor nanoparticles in the solution state before the fluorescence emission intensity at λ = 420 nm by fluorescence spectrometer.

구분division 함유성분Ingredients 상대적 형광 발광강도 % (봉입 전 동일량의 형광성분의 발광강도 대비 ) (λ = 600 nm)Relative fluorescence intensity% (relative to the luminescence intensity of the same amount of fluorescence component before encapsulation) 실시예 1Example 1 CdSe/ZnS 나노입자 (올레인산 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (oleic acid coating, particle size 8 nm) 6767 비교예 1Comparative Example 1 CdSe/ZnS 나노입자 (올레인산 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (oleic acid coating, particle size 8 nm) 2121 비교예 2Comparative Example 2 쿠마린(coumarin) 314 (Aldrich)Coumarin 314 (Aldrich) 55 비교예 4Comparative Example 4 쿠마린(coumarin) 314 (Aldrich)Coumarin 314 (Aldrich) 4343 비교예 5Comparative Example 5 CdSe/ZnS 나노입자 (트리옥틸포스핀옥사이드 코팅, 입자크기 8 nm)CdSe / ZnS nanoparticles (trioctylphosphine oxide coating, particle size 8 nm) 55

상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 고분자 입자에 포함된 형광물질의 발광강도의 상대값으로(동일량의 봉입전 발광세기 대비 상대값) 본 발명을 통해 제조된 마이크로캡슐이 발광효과를 잘 유지하는 것을 확인할 수 있다. 이는 입자의 내부에 존재하는 형광물질이 도 1에서 나타난 바와 같이 고분자 껍질층 바로 아래 내벽에 존재함으로서 외부 광선에 대해 여기될 수 있고, 형광의 발광도 효과적으로 외부로 발산할 수 있는 것이라 할 수 있다. As shown in Table 2, the microcapsules prepared according to the present invention maintain the luminous effect well as a relative value of the luminous intensity of the fluorescent material included in the polymer particles (relative value of the luminous intensity before encapsulation). You can check it. This can be said that the fluorescent material present in the inside of the particles can be excited to the external light by being present in the inner wall just below the polymer shell layer, as shown in Figure 1, it can be said that the emission of fluorescence can also effectively radiate to the outside.

비교예 1과 2의 결과에서는 고분자 입자에 형광물질이 박혀있는 상태로 인해 외부 광선에 반응하는 형광물질의 분광학적 특성을 나타내기 어려운 것을 확인할 수 있다. In the results of Comparative Examples 1 and 2 it can be seen that it is difficult to show the spectroscopic characteristics of the fluorescent material reacting to the external light due to the state in which the fluorescent material is embedded in the polymer particles.

비교예 4에서는 마이크로캡슐에 함유된 쿠마린 314의 경우 형광 특성을 비교적 잘 나타낼 수 있으나 앞서 실험예 1에서 볼 수 있듯이 용출되는 경향을 보인다. In Comparative Example 4, the coumarin 314 contained in the microcapsules may exhibit fluorescence characteristics relatively well, but as shown in Experimental Example 1, it shows a tendency to elute.

비교예 5의 결과에서는 반도체 나노입자의 코팅물질의 중요성을 알 수 있는 결과로서 트리옥틸포스핀옥사이드로 코팅된 경우에는 캡슐내로 봉입하는 제조공정에서 형광특성의 대부분을 잃고 발광 강도가 매우 약해지는 결과를 볼 수 있다. 상기 표 1에서의 결과로 보면 반도체 나노입자의 함유량은 올레일산으로 코팅된 실시예 1의 경우와 크게 다르지 않으나 표 2에서 나타낸 발광강도의 결과에서는 매우 저하되어 있음을 확인할 수 있다. The results of Comparative Example 5 shows the importance of the coating material of the semiconductor nanoparticles, when coated with trioctylphosphine oxide, most of the fluorescence properties are lost in the manufacturing process encapsulated into capsules and the emission intensity is very weak. Can be seen. From the results in Table 1, the content of the semiconductor nanoparticles is not significantly different from the case of Example 1 coated with oleic acid, but it can be seen that the result of the emission intensity shown in Table 2 is very low.

도 1은 본 발명에 따라 실시예 1에서 제조된 마이크로 캡슐의 레이저 공초점형광현미경 사진을 나타낸 것이다.Figure 1 shows a laser confocal micrograph of the microcapsules prepared in Example 1 according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따라 실시예 1에서 제조된 마이크로 캡슐을 실험예 1과 같은 조건으로 처리한 후의 투과전자현미경(TEM) 사진을 나타낸 것이다.Figure 3 shows a transmission electron microscope (TEM) photograph after the microcapsules prepared in Example 1 according to the present invention in the same conditions as in Experiment 1.

도 4는 본 발명에 따라 실시예 2에서 제조된 마이크로 캡슐을 실험예 1과 같은 조건으로 처리한 후의 투과전자현미경(TEM) 사진을 나타낸 것이다.4 shows a transmission electron microscope (TEM) photograph after the microcapsules prepared in Example 2 according to the present invention are treated under the same conditions as in Experimental Example 1. FIG.

Claims (8)

반도체 나노입자 표면을 탄소수 5 ∼ 20의 지방산화합물로 개질하는 1단계 ;A first step of modifying the surface of the semiconductor nanoparticles with a fatty acid compound having 5 to 20 carbon atoms; 상기 표면이 개질된 반도체 나노입자, 유기용매 및 pH 6.5 ∼ 7.5 범위의 유화제 수용액을 혼합하여 액적을 제조하는 2단계 ; 및Preparing a droplet by mixing the surface-modified semiconductor nanoparticles, an organic solvent, and an aqueous solution of an emulsifier in a range of pH 6.5 to 7.5; And 상기 액적과, 아민계-알데히드계 공중합체를 에멀젼 계면중합하여 반도체 나노입자가 함유된 액적의 표면에 고분자가 중합된 마이크로 캡슐을 제조하는 3단계Interfacial polymerization of the droplet and the amine-aldehyde copolymer to prepare a microcapsule polymerized with polymer on the surface of the droplet containing the semiconductor nanoparticles 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 나노입자 함유 마이크로 캡슐의 제조방법.Method for producing a semiconductor nanoparticle-containing microcapsule comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 1 ∼ 100 nm 크기의 입자인 것을 특징으로 하는 제조방법. The method of claim 1, wherein the semiconductor nanoparticles are 1-100 nm in size. 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 다음 화학식 1로 표시되는 무기형광 입자인 것을 특징으로 하는 제조방법 :The method of claim 2, wherein the semiconductor nanoparticles are inorganic fluorescent particles represented by Formula 1 below: [화학식 1][Formula 1] MmXn M m X n 상기 화학식 1에서, M은 Zn, Cd, Ga, Ge, In, Tl, Si, Ge, Sn 및 Pb 중에서 선택된 원소이고, X는 O, S, Se, Te, N, P, As, Sb 및 Bi 중에서 선택된 원소이며, m 및 n은 산화수를 맞추기 위한 것으로 각각 1 ∼ 4의 정수를 나타낸다.In Formula 1, M is an element selected from Zn, Cd, Ga, Ge, In, Tl, Si, Ge, Sn, and Pb, X is O, S, Se, Te, N, P, As, Sb and Bi M and n are integers of 1-4, respectively, in order to match oxidation number. 제 1 항에 있어서, 상기 아민계-알데히드계 공중합체는 멜라민, 요소, 탄소수 1 ∼ 10 범위의 알킬렌디아민, 탄소수 1 ∼ 10 범위의 알킬렌트리아민, 트리아미노벤젠 및 디아미노벤젠 중에서 선택된 1종의 단일화합물 또는 2종 이상의 혼합물의 아민계 화합물과, 알데히드계 화합물의 공중합체인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the amine-aldehyde copolymer is selected from melamine, urea, alkylenediamine having 1 to 10 carbon atoms, alkylenetriamine having 1 to 10 carbon atoms, triaminobenzene and diaminobenzene. It is a copolymer of the amine type compound of a single compound or 2 or more types of mixtures, and an aldehyde type compound. 제 1 항에 있어서, 상기 지방산화합물은 탄소수 1 ∼ 20 범위의 포화 또는 불포화 지방산 화합물인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the fatty acid compound is a saturated or unsaturated fatty acid compound having 1 to 20 carbon atoms. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 크기는 100 nm ∼ 1 mm 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the size of the microcapsules is in the range of 100 nm to 1 mm. 삭제delete 삭제delete
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