KR101262515B1 - 표면 말단이 기능화된 그라파이트, Ｄｉｅｌｓ―Ａｌｄｅｒ 반응을 통한 그라파이트 표면 말단 기능화 방법 및 이의 용도 - Google Patents

표면 말단이 기능화된 그라파이트, Ｄｉｅｌｓ―Ａｌｄｅｒ 반응을 통한 그라파이트 표면 말단 기능화 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법에 관한 것으로, 그라파이트를 Diels―Alder 반응시켜 말단기를 기능화시키고, 상기 말단기가 기능화된 그라파이트를 다양한 화합물과 반응시켜 말단기에 다양한 작용기를 도입된 그라파이트를 용이하게 제조할 수 있게 한다. 상기 방법을 이용할 경우, 그라파이트의 구조를 유지하면서도 용이하게 그라파이트의 말단을 화학적으로 개질할 수 있으며, 상기 방법에 의해 얻어진 말단기가 치환된 그라파이트는 용해도가 향상되고 분산력이 높아, 표면에 결점이 없는 용해 가능한 그래핀 제조 등에 활용될 수 있다. 또한, 표면 말단이 기능화된 그라파이트 소재를 이용하여 제조되는 그래핀 복합소재는 자동차, 우주항공산업, 신에너지 산업, 섬유 산업, 그래핀/고분자 나노복합재료 및 투명 전극 등 많은 산업분야에서 사용될 수 있다.

Description

표면 말단이 기능화된 그라파이트, Ｄｉｅｌｓ―Ａｌｄｅｒ 반응을 통한 그라파이트 표면 말단 기능화 방법 및 이의 용도{Graphite having fuctionalized organic edge, Method for organic edge functionalization of graphite via Diels-Alder Reaction and use thereof}
본 발명은 표면 말단이 기능화된 그라파이트, 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
최근 흑연(이하 그라파이트, graphite)을 이용하여 물리적, 화학적 방법을 통해 단층 구조의 그래핀(graphene)을 박리하여 그 그래핀을 다양한 분양에 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그래핀은 현재 많이 이용되고 있는 철보다 강하며 구리보다 전기전도도가 높지만, 그라파이트를 통한 순수한 단층의 그래핀을 얻기는 매우 힘들다.
그래핀 제조를 위한 가장 일반화된 화학적인 방법은 산화 그라파이트 (graphite oxide, GO)에서 주로 출발한다. 먼저, 산화제를 사용하여 산화 그라파이트를 만들고, 산화 그래핀 (graphene oxide)으로 박리시킨 후, 환원제를 사용하여 그래핀을 최종적으로 얻는다. 이러한 방법을 통칭 ‘산화-박리-환원(oxidation-exfoliation-reduction)’으로 부를 수 있다. 좀 더 자세히 설명하면, 산화반응(oxidation)을 통해서 그라파이트에서 기본 구조인 그래핀 면은 산소를 포함하는 -OH, -COOH, 에폭사이드(epoxide) 등의 기능기를 가지며 산화된다. 이렇게 산화된 그라파이트는 친수성을 띠며, 초음파 처리에 의해 쉽게 산화 그래핀 단일 층으로 박리(exfoliation) 되어 수용액 중에 분산된다. 이 산화 그래핀은 히드라진(hydrazine) 같은 환원제에 의해 그래핀으로 환원된다. 이 방법의 태생적인 한계는 환원되더라도 원래의 그래핀 구조로 완전히 되돌아오지 않는다는 것이다. 특히, 앞서 언급한 강산과 산화제를 사용하는 강력한 산화과정에서 생성된 -OH, -COOH, 에톡사이드 등의 기능기들이 환원이 되더라도 원래의 그래핀 구조로 돌아가지 않고, 불완전한 구조를 가진다. 따라서, 이렇게 생성된 그래핀은 순수 그래핀에 비해 훨씬 낮은 전도도를 나타낸다. 이러한 관점에서 새로운 그라파이트의 개질 방법이 시도되었지만, 그라파이트 편상구조는 강한 층간 강한 상호작용을 유발해 용해도가 떨어져 그 화학적 개질이 어려웠다.
따라서, 그라파이트로부터 완전히 박리되고, 분산 안정성도 우수하며 순수한 그래핀의 구조를 그대로 유지하는 그래핀 제조 방법 등의 개발을 위해 그라파이트의 구조를 유지하면서 용이하게 그라파이트의 말단을 화학적으로 개질하는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 그라파이트의 구조를 유지하면서 용이하게 그라파이트의 말단을 기능화 시키는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 표면 말단이 기능화된 그라파이트 및 이의 용도를 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 그라파이트의 말단이 디엔체(diene)로 역할을 하는 Diels―Alder 반응이 가능함을 최초로 밝혀내어, 상기 반응을 이용하여, 그라파이트 말단에 다양한 작용기를 도입하여 그라파이트의 용매에 대한 용해도를 향상시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그라파이트(graphite)와 친디엔체(dienophile)를 Diels―Alder 반응시켜 그라파이트 표면 말단의 기능화 시키는 방법을 제공한다.
상기 Diels―Alder 반응은 도 1에 예시(단, 도 1에서 Me는 메틸기를 의미함)한 디엔체(예. 부타-1,3-디엔(buta-1,3-diene), 사이클로펜타-1,3-디엔(cyclopenta-1,3-diene), 4,5-디메틸렌사이클로헥스-1-엔(4,5-dimethylenecyclohex-1-ene)과 친디엔체(예. 퓨란-2,5-디온(furan-2,5-dione), 디메틸 말레이트(dimethyl maleate), 사이클로헥사-2,5-디엔-1,4-디온(cyclohexa-2,5-diene-1,4-dione), 아크릴로니트릴(acrylonitrile))을 반응시켜 디엔체와 친디엔체와의 협동반응으로 결합이 만들어지는 것과 동시에 결합이 끊어지는 것이 동시에 이루어지는 반응메커니즘으로 도 2에 도시된 바와 같이 고리화합물을 얻는 반응을 의미한다.
상기 그라파이트는 박리된 구조의 그래핀(graphene) 및 시중의 조각(flake)형태의 그라파이트와 분말(powder)형태의 그라파이트를 포함하며, 그라파이트는 Diels―Alder 반응에서 디엔체(diene)로 역할을 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 친디엔체는 상기 친디엔체는 친전자성 작용기를 지닌 컨주게이션된(conjugated) 알켄(alkene)일 수 있다. 예를 들면, 상기 친디엔체는 무수말레산 (maleic anhydride), 디메틸 푸마레이트(dimethyl fumarate), 디메틸 부트-2-인디오에이트(dimethyl but-2-ynedioate), 벤조퀴논(benzoquinone), 아크릴노니트릴(acrylonitrile) 등 일 수 있다. 일 예로, 상기 친디엔체는 무수말레산일 수 있다. 그러나, 이는 상기 친디엔체의 일 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 상기 Diels―Alder 반응은 산화제 존재 하에서 반응시킬 수 있다. 여기서 산화제는 클로라닐을 사용한다. 산화제는 Diels―Alder 반응 후 새로 생성되는 방향족 환형성을 도모 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그라파이트를 무수말레산(maleic anhydride)과 반응시켜 하기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 단계; 및 상기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트에 1차 아민을 반응시켜 하기 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112011018358168-pat00001
[화학식 2]
Figure 112011018358168-pat00002
상기 R은 알킬기(alkyl group) 또는 치환되거나 치환되지 않은 아릴기(Aryl group) 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 치환되거나 치환되지 않은 아릴기(여기서, 상기 치환된 아릴기는 오르쏘(ortho), 메타(meta), 또는 파라(para) 위치에 다양한 치환체(예. 알콕시기(alkoxy), 알데히드기(aldehyde), 할라이드(halide) 등)로 일 수 있다. 예를 들면, 상기 R은 도데실기, 에틸헥실기, 아니솔기 등 일 수 있다. 그러나, 이는 R기의 일 예일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 1차 아민은 RNH2의 구조식(R은 알킬기(alkyl group) 또는 친환되거나 치환되지 않은 아릴기(Aryl group)임)을 갖으며, 예를 들어, 도데실아민(dodecylamine), 에틸헥실아민(ethylhexylamine) 또는 p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline) 등을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 Diels―Alder 반응은 산화제 존재 하에서 반응시킬 수 있다. 여기서 산화제는 클로라닐을 사용한다. 산화제는 Diels―Alder 반응 후 새로 생성되는 방향족 환형성을 도모 한다.
그라파이트를 무수말레산(maleic anhydride)과 반응시켜 하기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 후에 미반응한 1차 아민 및/또는 산화제는 유기용매를 이용하여 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 용매는 테트라하이드로 퓨란(tetrahydrofuran, THF), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름(chroloform), 사염화 탄소(carbon tetrachloride), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 헥산(hexane), 디에틸에테르(diethyl ether) 등을 포함한다.
상기 미반응한 1차 아민 및/또는 산화제를 제거한 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트는 건조시킬 수 있다. 예를 들어, 건조 과정은 진공 오븐에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 단계와 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻는 단계 사이에 불활성 기체(예. 아르곤 가스) 존재 하에서 초음파 분산시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 초음파 분산을 통하여, 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트의 분산도를 높여 아민과의 반응을 도모할 수 있다.
일 예로, 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 유기 용매인 디메틸포르아마이드(dimethylformamide, DMF)와 아르곤 기체 존재 하에서 초음파 분산(예. 상온에서 대략 5-30분정도)시킬 수 있다.
화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트와 1차 아민의 반응은 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트에 1차 아민을 환류 열반응(reflux)시킴으로써 수행될 수 있다.
상기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트와 1차 아민의 반응시킨 후, 메탄올과 같은 유기 용매를 이용하여 세척 하고, 건조시켜 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법은 그라파이트 본연의 성질(예. 구조)을 유지하면서도 용이하게 그라파이트의 말단을 화학적으로 개질할 수 있으며, 상기 방법에 의해 얻어진 말단기가 치환된 그라파이트는 용해도가 향상되고 분산력이 높다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그라파이트(graphite)와 친디엔체(dienophile)를 Diels―Alder 반응시켜 그라파이트 표면 말단의 기능화 시키는 방법에 의해 형성된 표면 말단이 기능화된 그라파이트, 및 그라파이트를 무수말레산(maleic anhydride)과 반응시켜 하기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 단계; 및 상기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트에 1차 아민을 반응시켜 하기 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법에 의해 형성된 표면 말단이 기능화된 그라파이트를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112011018358168-pat00003
[화학식 2]
Figure 112011018358168-pat00004
상기 표면 말단이 기능화된 그라파이트는 탄소나노뉴브가 사용되는 분야에 적용될 수 있다.
표면 말단이 기능화된 그라파이트 소재를 이용하여 제조되는 그래핀 복합소재는 자동차, 우주항공산업, 신에너지 산업, 섬유 산업, 그래핀/고분자 나노복합재료 및 투명 전극 등 많은 산업분야에서 사용될 수 있다. 특히, 우수한 전기적 물성을 가지기 때문에 분자 전자 산업(예. LED, 태양전지, 트랜지스터)에서 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 표면 말단이 기능화된 그라파이트는 전도성 박막, 전기소자, 투명전극, LED(light Emitting Diode) 또는 태양전지 소재의 원료로서 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법은 그라파이트를 Diels―Alder 반응시켜 말단기를 기능화시키고, 상기 말단기가 기능화된 그라파이트를 다양한 화합물과 반응시켜 말단기에 다양한 작용기를 도입된 그라파이트를 용이하게 제조할 수 있게 한다. 상기 방법을 이용할 경우, 그라파이트의 구조를 유지하면서도 용이하게 그라파이트의 말단을 화학적으로 개질할 수 있으며, 상기 방법에 의해 얻어진 말단기가 치환된 그라파이트는 용해도가 향상되고 분산력이 높아, 표면에 결점이 없는 용해 가능한 그래핀 제조 등에 활용될 수 있다. 또한, 표면 말단이 기능화된 그라파이트 소재를 이용하여 제조되는 그래핀 복합소재는 자동차, 우주항공산업, 신에너지 산업, 섬유 산업, 그래핀/고분자 나노복합재료 및 투명 전극 등 많은 산업분야에서 사용될 수 있다.
도 1은 디엔체 및 친디엔체의 예시를 보여준다.
도 2는 일반적인 Diels-Alder 반응식을 보여준다.
도 3은 본 발명에의 실시예에 따른 그라파이트 유도체를 얻기 위한 반응식 및 그라파이트 유도체의 화학식(R은 작용기로 도데실(dodecyl)기, 에틸헥실(ethyylhexyl)기, 아니솔(anisol)기 등을 나타냄)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 합성된 그라파이트 유도체에 대한 적외선 분광스펙트럼을 나타내며, 각각 무수산기가 도입된 그라파이트(GA), GA+도데실아민(Dodecylamine)의 반응생성물, GA+에틸헥실아민(Ethylhexylamine)의 반응생성물 및 GA+p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline)의 반응생성물을 나타낸다.
도 5는 그라타이트의 X-선 분광 회절 분석 그래프를 나타낸다.
도 6은 무수산기가 도입된 그라파이트(GA)의 X-선 분광 회절 분석 그래프를 나타낸다.
도 7은 GA+도데실아민(Dodecylamine)의 반응생성물의 X-선 분광 회절 분석 그래프를 나타낸다.
도 8은 GA+에틸헥실아민(Ethylhexylamine)의 반응생성물의 X-선 분광 회절 분석 그래프를 나타낸다.
도 9는 GA+p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline)의 반응생성물의 X-선 분광 회절 분석 그래프를 나타낸다.
도 10은 각각 다양한 유기 용매에 대한 그라파이트 및 본 발명의 실시예에 의해 합성된 그라파이트 유도체의 용해도를 보여주는 사진으로, (a), (b), (c), (d), (e) 및 (f)는 각각 그라파이트를 위에서 본 사진, 그라파이트를 정면에서 본 사진, 무수산기가 도입된 그라파이트(GA), GA+도데실아민(Dodecylamine)의 반응생성물, GA+에틸헥실아민(Ethylhexylamine)의 반응생성물 및 GA+p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline)의 반응생성물를 나타낸다. 도 10에서 각 사진에서 용매는 왼쪽에서 오른쪽으로 DMF(디메틸포름아마이드), NMP(메틸피롤리돈), CN(클로로나프탈렌), o-DCB(o-오쏘-다이클로로벤젠) 및 CF(클로로포름)의 순이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 하기 실시 예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시 예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 설명일 뿐 실시 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 그라파이트를 무수말레산과의 Diels-Alder 반응을 시켜 그라파이트 말단부분을 무수산기로 치환하고 다시 질소화합물과 반응시켜 그라파이트 그 유도체의 합성하는 방법을 예시적으로 설명한다(도 3 참조).
실시예. 그라파이트의 기능화 방법
반응용기(플라스크)에 그라파이트와 무수말레산, 클로라닐(chloranil, 2,3,5,6-Tetrachlorocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione)을 넣고 약 하루 간 260 ℃에서 교반하였다. 이때 넣어주는 그라파이트는 박리된 그래핀 및 조각형태나 분말형태의 그라파이트이며 위 실험은 열린계 상태에서 진행하여 클로라닐과 산화하여 반응이 더욱 용이하게 할 수 있다. 반응용기에 냉각기를 장착하여 기화하는 무수말레산을 다시 반응하게 할 수 있다. 이 경우, 무수말레산과의 반응 효율을 증가시킬 수 있다. 반응이 완료 후 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)을 이용해 미반응한 무수말레산과 클로나닐을 제거하였다. 미 반응물질이 제거된 그라파이트를 진공오븐에서 건조하였다. 이렇게 제조된 그라파이트 유도체를 무수산 그라파이트(graphite anhydride, GA, 화학식 1)라고 명명하였다(도 3 참조).
상기 무수산 그라파이트 (화학식 1)를 디메틸포르아마이드(dimethylformamide, DMF)와 아르곤 가스 존재 하에 약 1시간동안 초음파 분산시킨 후 질소화합물을 첨가하여 약 하루 간 170 ℃ 환류 열반응(reflux)시켰다. 본 발명에서는 질소화합물로 1차 아민인 도데실아민(dodecylamine), 2-에틸헥실아민 (2-ethylhexylamine) 및 파라-메톡시아닐린 (p-methoxyaniline)을 각각 사용하여 합성하였다. 반응이 끝난 후에 메탄올(methanol)을 이용하여 세척, 진공 건조하면 말단기에 있는 무수산기의 산소부분을 질소로 치환하여, 다양한 이민 작용기기가 도입된 그라파이트 GA (화학식 2, R기는 도데실아민일 때는 도데실기, 2-에틸헥실아민일 때는 에틸헥실기, p-메톡시아닐린일 때는 아니솔기를 나타냄)를 제조할 수 있었다.
본 발명에 따른 말단기가 치환된 그라파이트는 기존의 방법과는 달리 그라파이트 본연의 성질을 유지하고 있다. 더불어 다음에서 제시한 분석결과를 통해 그라파이트의 용해도를 향상하거나 분산력을 더욱 높여 그 응용분야로 및 박리 가능성을 제시하여 표면에 결점이 없는 용해 가능한 그래핀 제작이 용이하다.
실험예. 물성 측정 실험 결과
하기 표 1은 그라파이트, 무수산기가 도입된 그라파이트(GA), GA+도데실아민(Dodecylamine)의 반응생성물, GA+에틸헥실아민(Ethylhexylamine)의 반응생성물 및 GA+p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline)의 반응생성물의 원소 분석결과이다.
물질명 원소
C(탄소) H(수소) N(질소) S(황) O(산소)
그라파이트 96.39 0 0 0 0
GA 59.97 1.2 0 0 19.62
GA+도데실아민 52.05 1.58 2.3 0.78 17.32
GA+에틸헥실아민 54.48 2.29 2.72 0 16.18
GA+p-메톡시아닐린 57.86 1.67 2.23 0 16.21
상기 표 1을 참조하면, 초기 그라파이트의 산소와 질소 함량은 거의 존재하지 않지만, Diels-Alder 반응을 통한 무수산기(anhydride group, (-C(=O)OC(=O)-))기가 도입된 그라파이트 (G.A, 화학식 1)에는 과량의 19.62%의 산소가 검출되었다. 또한, 도데실아민 등 1차 아민인 질소화합물과의 반응 후 질소의 함량의 검출을 확인 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의해 합성된 그라파이트 유도체에 대한 적외선 분광스펙트럼을 나타낸다. 아무런 피크(peak)를 확인할 수 없는 초기의 그라파이트에 비하여 GA(도 3의 화학식 1 참조)의 무수산기의 도입 유무를 확인 할 수 있는 무수산기 피크가 1843 ㎝-1, 1773 ㎝-1에서 확인 되었다. 질소 화합물들과의 반응 후 이런 피크들이 완전히 사라지고 1700 ㎝-1에서 이미드 피크와 알킬쇄에 의한 피크들이 2923 ㎝-1, 2850 ㎝-1에서 나타난 것을 확인할 수 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 의해 합성된 그라파이트와 그 유도체에 대한 X-선 회절 분광법 분석 결과이다. 순수한 그라파이트에서는 그라파이트 본연의 피크(26.5°, 54.5°)를 확인할 수 있었다. 그 다음으로 무수말레산이 부가 되어도 피크의 위치는 변함이 없었다. 그러나 질소화합물이 도입되었을 때는 그라파이트의 층간 거리가 벌어짐을 암시하는 새로운 피크(18°)를 확인할 수 있었다.
도 10은 각각 다양한 용매(DMF: 디메틸포름아마이드, NMP: 메틸피롤리돈, CN: 클로로나프탈렌, o-DCB: 오쏘-다이클로로벤젠, CF: 클로로포름)에 대한 그라파이트 및 본 발명의 실시예에 의해 합성된 그라파이트 유도체의 용해도를 보여주는 사진이다. 다양한 용매에 대해 초기의 그라파이트는 거의 용해도를 보이고 있지 않지만, 본 실시예에 의해 합성된 기능화된 그라파이트의 용해도 향상을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 화합물의 실험예인 물성 측정 실험 결과를 볼 때, 본 발명에 따라 말단기가 치환된 그라파이트는 그라파이트 본연의 성질을 유지하면서도, 다양한 유기 용매에 대한 용해도가 향상되고 분산력이 높음을 확인할 수 있었다. 이를 이용할 경우, 표면에 결점이 적은 용해 가능한 그래핀의 제조 방법 등에 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 그라파이트를 클로라닐(chloranil) 존재 하에, 260 ℃에서 무수말레산(maleic anhydride)과 Diels―Alder 반응시켜 하기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 단계; 및
    상기 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트에 1차 아민을 반응시켜 하기 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법:
    [화학식 1]
    Figure 112013028169655-pat00005

    [화학식 2]
    Figure 112013028169655-pat00006

    상기 R은 알킬기(alkyl group) 또는 치환되거나 치환되지 않은 아릴기(Aryl group)임.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 1차 아민은 도데실아민(dodecylamine), 에틸헥실아민(ethylhexylamine) 및 p-메톡시아닐린(p-methoxyaniline)으로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 4항에 있어서, 화학식 1의 무수산기가 도입된 그라파이트를 얻는 단계와 화학식 2의 이미드기를 갖는 그라파이트를 얻는 단계 사이에 불활성 기체 존재 하에서 초음파 분산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그라파이트 표면 말단을 기능화 시키는 방법.
  9. 제 4항의 방법에 의해 형성된 표면 말단이 기능화된 그라파이트.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 표면 말단이 기능화된 그라파이트는 전도성 박막, 전기소자, 투명전극, LED(light Emitting Diode) 및 태양전지로 이루어진 군에서 선택되는 소재의 원료로서 이용되는 것을 특징으로 하는 표면 말단이 기능화된 그라파이트.
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