KR101304214B1 - 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어 및 그 합성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단결정 스트론튬아파타이트 코어와 결정성 탄소 쉘로 구성된 이질 나노와이어 및 그 합성방법에 관한 것으로, 구체적으로는 ⅰ) 스트론튬 성분을 포함하며, 나노와이어가 성장하는 지지체 역할을 하는 스트론튬 소스(source) 물질을 반응장치 내부에 도입하는 단계, ⅱ) 상기 반응장치의 내부 분위기를 진공상태로 유지한 후, 이송가스를 공급하며 상기 반응장치의 온도를 증가시키는 단계, ⅲ) 공급되는 반응가스의 총량 및 상기 반응장치의 온도를 고려하여 상기 반응장치의 내부압력을 100torr~1atm의 범위로 조절한 후, 상기 반응장치 내부로 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 공급하여 상기 스트론튬 소스 물질과 반응시키는 단계, 및 ⅳ) 이송가스 분위기 하에서 반응장치를 상온까지 냉각시키는 단계를 포함하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법에 대한 것이다.

Description

결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어 및 그 합성방법 {Nanowire heterostructures of strontium apatite core/crystalline carbon shell and synthesis method thereof}

본 발명은 단결정 스트론튬아파타이트 코어와 결정성 탄소 쉘로 구성된 이질 나노와이어 및 그 합성방법에 관한 것이다. 일반적으로 이질나노와이어는 길이방향 이질나노와이어(longitudinal or axial nanowire heterostructure)와 지름방향 이질나노와이어(radial nanowire heterostructure)로 구분될 수 있는데, 본 발명은 지름방향으로 스트론튬아파타이트와 탄소가 코어와 쉘로 구성되는 이질 나노와이어 및 그 합성방법에 대한 것이다.

스트론튬아파타이트(strontium apatite)는 대표적인 미네랄 물질중의 하나로서, 일반적으로 Sr10(PO₄)₆(X)₂와 갖은 구조식으로 표현될 수 있으며, X에 해당하는 물질은 OH, Cl, F 등이 포함될 수 있다. 상기 스트론튬아파타이트는 바이오 적합성이 매우 뛰어나 인공치아의 생성과 관련된 바이오 의공학 분야에서 주로 활용되고 있으나, 기계적인 강도가 낮고 전기적 및 내화학성이 우수하지 못하다는 단점이 있다.

이에, 탄소나노튜브와 같은 결정성 탄소나노구조를 이용하여 스트론튬아파타이트의 기계적, 물리적 단점을 보완하려는 노력이 진행되어 왔으나, 스트론튬아파타이트는 구조적 특성상 수분과 산소가 많은 저온의 분위기에서 합성이 이루어지고, 그라핀 구조의 결정성 탄소 쉘은 산소가 극히 적은 고온의 분위기에서 생성되는 것이 일반적이어서 상기 두 구조를 동시에 합성하는 데에는 어려움이 있었다.

따라서 기존의 연구들은 일반적으로 스트론튬아파타이트와 탄소나노튜브와 같은 결정성 탄소나노구조를 각각 합성하여 복합체의 형태로 구성하였으며, 이에 따라 대량 생산이 어렵고 합성에 많은 비용과 시간이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스트론튬아파타이트와 탄소나노튜브가 일체로 구성된 코어-쉘 구조의 이질 나노와이어를 간단한 공정으로 대량 생산할 수 있는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어 및 그 합성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, ⅰ) 스트론튬 성분을 포함하며, 나노와이어가 성장하는 지지체 역할을 하는 스트론튬 소스(source) 물질을 반응장치 내부에 도입하는 단계, ⅱ) 상기 반응장치의 내부 분위기를 진공상태로 유지한 후, 이송가스를 공급하며 상기 반응장치의 온도를 증가시키는 단계, ⅲ) 공급되는 반응가스의 총량 및 상기 반응장치의 온도를 고려하여 상기 반응장치의 내부압력을 100torr~1atm으로 조절한 후, 상기 반응장치 내부로 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 공급하여 상기 스트론튬 소스 물질과 반응시키는 단계 및 ⅳ) 이송가스 분위기 하에서 반응장치를 상온까지 냉각시키는 단계를 포함하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법을 제공한다.

이때, 상기 스트론튬 소스 물질로는 스트론튬 또는 산화스트론튬을 포함하는 물질이 사용되며, 상기 탄소 소스가 되는 반응가스로는 아세틸렌, 에틸렌, 에탄, 프로판, 메탄과 같은 탄화수소 가스가 사용되고, 상기 인 소스가 되는 반응가스가 포스핀 가스가 사용될 수 있다.

또한, 상기 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스는 탄소-인 유기화합물을 포함할 수도 있으며, 상기 탄소-인 유기화합물이 액체인 경우, 가열에 의한 증발이나 초음파에 의한 미립화 방식을 이용하여 기화한 후 반응장치 내로 공급될 수 있다.

그리고, 탄소-인 유기화합물이 상기 스트론튬 소스 물질과 반응하여 비정질 스트론튬아파타이트 나노입자들을 형성한 후, 이들의 핵화 및 결정화를 유도하게 되며, 상기 스트론튬아파타이트 나노입자들은 탄소-인 유기화합물 분위기에서 시간 경과에 따라 1차원 나노와이어로 성장하게 된다.

또한, 탄소 소스가 되는 반응가스 공급 분위기 하에서 상기 성장된 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름 방향 표면에 결정성 탄소쉘이 형성되게 되며, 상기 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름 방향 표면에 성장된 결정성 탄소쉘이 상기 나노와이어의 지름 방향으로의 부피 증가를 막고 길이 방향으로의 성장을 유도함으로써, 결과적으로 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어가 합성된다.

한편, 상기 온도를 증가시키는 단계에서 상기 온도가 650 ~ 850℃ 범위에서 조절되는 것이 바람직하며, 상기 스트론튬 소스 물질과 상기 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 반응시키는 단계에서 반응시간이 1분 ~ 5시간 범위에서 조절되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법들로 합성된 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어는 상기 결정성 탄소쉘 내부에 스트론튬아파타이트가 99~100% 포함되며, 지름이 5 ~ 50nm 이고, 길이가 100nm ~ 2㎛ 이며, 상기 탄소쉘의 두께는 0.1nm ~ 5 nm 인 것을 특징으로 한다.

이렇게 합성된 이질 나노와이어는 뼈조직 생성 (bone mineralization) 및 세포증식 (cell culture)용 스캐폴드 (scaffold) 등 다양한 용도로 사용될 수 있다 .

본 발명은 탄소 소스와 인 소스의 공급을 통해 생성되는 가스 복합물을 이용하여 스트론튬 성분을 포함하는 물질/기판으로부터 결정성 탄소 쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어를 합성하는 새로운 방법을 제공한다.

즉, 본 발명은 기존의 이질나노와이어 합성 방법과 달리, 이질나노와이어 합성에 VS(vapor-solid) 메카니즘과 표면 그라파이트화(surface graphitization)를 도입하여 매우 단순한 공정을 통해 동시에 생성이 불가능한 것으로 여겨지던 스트론튬아파타이트와 결정성 탄소쉘을 동시에 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라 이를 대량으로 합성할 수 있다.

이러한 구조 및 합성방법은 다양한 부분에서 우수한 특성을 보이는 결정성 탄소를 각각의 분야에서 특성화된 특징을 갖는 이종의 물질과 하나의 구조로 결합시킬 수 있는 장점을 갖으며, 특히 이러한 구조의 완성을 통해 물질 본연의 단점을 보완하여 특화된 특징을 더욱 향상시키거나 새로운 우수한 특징을 부여할 수 있다.

또한 이러한 결과는 나노분야, 바이오분야 및 이들이 융·복합된 다양한 응용분야 창출을 가능케 하는 새로운 나노물질로 활용될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 SEM (Scanning electron microscopy) 이미지를 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 TEM (Transmission electron microscopy) 이미지를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 HRTEM (High-resolution transmission electron microscopy) 이미지와 FFT (fast fourier transformation) 를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 EDX (Energy dispersive X-ray spectroscopy) 성분분석 결과를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 mapping 성분분석 결과를 보여준다.

이하에서는, 본 발명의 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법을 첨부된 도면를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1의 순서도에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법은 ⅰ) 스트론튬 성분을 포함하며, 나노와이어가 성장하는 지지체 역할을 하는 스트론튬 소스(source) 물질을 반응장치 내부에 도입하는 단계, ⅱ) 상기 반응장치의 내부 분위기를 진공상태로 유지한 후, 이송가스를 공급하며 상기 반응장치의 온도를 증가시키는 단계, ⅲ) 공급되는 반응가스의 총량 및 상기 반응장치의 온도를 고려하여 상기 반응장치의 내부압력을 100torr~1atm의 범위로 조절한 후, 상기 반응장치 내부로 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 공급하여 상기 스트론튬 소스 물질과 반응시키는 단계, 및 ⅳ) 이송가스 분위기 하에서 반응장치를 상온까지 냉각시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 이질 나노와이어의 기본적인 구성성분인 스트론튬 소스 물질은 스트론튬 또는 산화스트론튬을 포함하거나 스트론튬 등이 사용될 수 있으며, 상기 스트론튬 소스 물질은 1000°도 이하의 온도 조건에서 비교적인 안정적인 도가니 또는 평판 등과 같은 보조물을 사용하여 반응장치 내부에 장착될 수 있다.

합성반응을 개시하기 전에 반응장치의 내부 분위기를 진공펌프와 아르곤 등의 이송가스를 이용하여 미리 조절한다. 먼저 반응장치 내부의 잔존 가스를 제거하기 위해 진공펌프를 이용하여 1X10^-3 Torr의 진공도까지 진공을 유지시켜 주고, 이후 진공된 반응장치 내부에 아르곤과 같은 이송가스를 공급하며 상기 반응장치 내부 온도를 증가시키며, 이때 상기 반응장치의 온도는 650 ~ 850°범위에서 조절되는 것이 바람직하다.

상기 반응장치의 온도가 합성 온도에 도달하면 합성반응이 원활히 이루어지도록 반응장치의 내부 압력을 조절하게 되며, 이때 상기 반응장치의 내부 압력은 공급되는 가스의 총량을 고려하여 결정하되 바람직하게는 100 torr ~ 1atm의 범위에서 제어된다.

반응장치의 온도가 상기의 제어 범위 내의 원하는 온도 및 압력에 도달하면, 반응가스로서 탄소소스(carbon source)와 인소스 (phosphorous source) 또는 그들의 유기화합물 유도체를 반응가스로 공급해 준다.

이때, 공급되는 탄소 소스로는 일 실시예로서 아세틸렌, 에틸렌, 에탄, 프로판, 메탄과 같은 기상의 탄화수소 중 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 공급되는 인 소스는 일 실시예로서 포스핀 가스가 사용될 수 있다.

상기 기상 상태의 탄소 소스와 인 소스는 본 발명의 제한된 반응 조건에서 다양한 기상 상태의 가스 부산물을 생성하게 되며, 특히 이 중에서 포스포린과 포스피노린과 같은 기상 상태의 탄소-인 유기화합물은 스트론튬아파타이트의 결정화 및 성장방향의 결정에 매우 중요한 역할을 수행한다.

따라서, 상기 탄소-인 유기화합물을 반응장치 내부로 직접 공급할 수도 있으며, 탄소-인 유기화합물이 액상일 경우에는 가열 방식에 의한 기화 및 초음파 방식에 의한 미립화 등을 통해 기화시켜 공급해 줄 수 있다.

상기 기상 상태의 탄소-인 유기화합물은 스트론튬 소스 물질과 반응하면서 비정질의 스트론튬아파타이트 나노입자를 형성하게 되며, 이 비정질의 나노입자는 시간의 경과에 따라 점차 핵화 및 결정화 과정을 거쳐 결정성의 스트론튬아파타이트 나노입자가 된다.

형성된 결정성의 스트론튬아파타이트 나노입자는 지속적으로 공급되는 기상 상태의 반응가스들과 반응하면서 1차원적인 형태를 갖는 나노와이어 형태로 점차 변화를 일으키는데, 이때 반응가스 중 탄소-인 유기화합물이 상기와 같은 형태 변화에 주도적인 역할을 하게 된다.

이러한 형태변화와 동시에 형태 변화를 일으킨 결정성 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름방향 표면에는 공급된 탄소 소스에 의해 결정성의 탄소쉘, 즉 그라핀이 형성되며, 이렇게 형성된 탄소쉘은 기상 상태의 반응 소스들이 결정성 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름방향 표면에 공급되는 것을 차단하게 된다.

이에 반해, 상대적으로 표면에너지가 불안정한 길이방향 표면으로는 지속적으로 반응가스가 공급되며, 기상-고상 (Vapor-solid) 메카니즘에 의해 연속적인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 성장이 일어나게 된다.

상기와 같이 반응가스가 공급된 이후에는 합성시간을 제어하게 되는데, 이 단계에 있어서, 반응시간은 1분 ~ 5시간 범위에서 제어되는 것이 바람직하며, 합성시간은 성장하는 스트론튬아파타이트 나노와이어의 길이성장에 직접적인 영향을 줄 수 있다.

합성이 끝나면 아르곤과 같은 이송가스만의 분위기에서 반응장치를 상온까지 냉각하여 최종적으로 합성된 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 나노와이어로 구성된 이질 나노와이어를 얻을 수 있다.

본 발명에서 제시된 결정성 탄소쉘로 둘러싸인 스트론튬아파타이트 나노와이어 및 그 합성방법은 매우 간단하면서도 재현성이 매우 뛰어나며, 대량생산 공정에도 적용이 가능하다.

결과적으로 합성된 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어는 상기 결정성 탄소쉘 내부에 스트론튬아파타이트가 99~100% 포함되며, 지름은 5nm ~ 50nm 이고, 길이는 100nm ~ 2㎛ 이며 결정성 탄소 쉘의 두께는 평균적으로 0.1nm ~ 5 nm 인 것으로 확인되었다. 그러나 합성된 이질나노와이어들의 상기 수치들은 합성조건의 변화에 따라 충분히 변화될 수 있는 값으로 나타날 수 있다.

이렇게 합성된 이질 나노와이어는 바이오 적합성이 뛰어나면서도 기계적인 강도가 높고 전기적 및 내화학성이 우수하여 뼈조직 생성 (bone mineralization) 및 세포증식 (cell culture)용 스캐폴드 (scaffold) 등 다양한 용도로 사용될 수 있다

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어에 대한 일 실시예를 살펴본다. 그러나, 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.

[실시예 1] 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 SEM 이미지 결과

도 2는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 SEM 이미지를 보여준다. 합성된 이질 나노와이어는 매우 균일하게 스트론튬 유리 파우더의 표면 위에 분포하는 것으로 나타났다. 길이는 대략 2 ㎛였으며, 지름은 50 nm 이하인 것으로 보인다. 합성된 이질나노와이어들은 스트론튬 유리 파우더의 표면에 수직하게 매우 곧은 형태를 유지하면서 성장한 것으로 관찰되었다.

[실시예 2] 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 TEM 이미지 결과

도 3은 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 TEM 이미지를 보여준다. 이질나노와이어는 쉘에 의해 내부 나노와이어가 쌓여있는 구조로 되어 있는 것이 관찰된다. 쉘의 두께는 3 nm로 매우 얇은 것으로 확인되며, 내부 코어에 위치한 나노와이어는 약 20 nm로 단결정으로 확인된다. 내부 코어의 나노와이어는 아파타이트의 [0 0 1]에 해당하는 면에 수직하게 성장한 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 이미지에 대한 회절패턴의 추가적인 해석을 통해 명확하게 확인될 수 있었다.

[실시예 3] 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 HRTEM 이미지와 FFT 패턴

도 4는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 HRTEM 이미지와 FFT 패턴을 보여준다. 그림 (a)에서와 같이 고배율 TEM 이미지에서 코어에 상당하는 물질의 결정이 명확히 단결정임이 확인되며, 그것의 성장 방향은 (0 0 2)면에 수직인 것으로 확인된다. 확인된 (0 0 2)면의 면간 거리는 0.36 nm로서 스트론튬아파타이트의 (0 0 2)면과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이 이미지에 대한 FFT 회절패턴 결과는 그림 (b)에서 나타난다. 이미지에서 확인된 (0 0 2)면과 이에 수직한 (1 0 0)면이 확인된다. 이것은 역시 스트론튬아파타이트의 hexagonal 구조에 잘 부합되는 결과이다.

[실시예 4] 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 EDX 성분분석 결과

도 5는 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 EDX 성분분석 결과를 보여준다. 결과에서 스트론튬, 인, 산소, 그리고 탄소 성분이 검출되었다. 스트론튬과, 인, 그리고 산소는 스트론튬아파타이트를 구성하는 기본 성분이며, 탄소는 TEM grid의 비정질 탄소와 이질나노와이어의 결정성 탄소쉘에서 검출된 것으로 확인된다.

[실시예 5] 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 mapping 성분분석 결과

도 6은 본 발명에 따른 결정성 탄소쉘로 쌓인 스트론튬아파타이트 나노와이어의 mapping 성분분석 결과를 보여준다. 합성된 나노와이어의 미세 부분에 대한 실시예 4의 EDX 성분 분석 결과와 마찬가지로 mapping 결과에서도 주요 성분인 스트론튬, 인, 산소, 그리고 탄소가 검출되었다. 나노와이어의 전체 부분에서 각 성분의 구성비가 일정하게 검출되는 것으로 나타났다. 이것은 성장한 나노와이어가 스트론튬 코어와 탄소 쉘로 구성되어 있음을 명확하게 검증한다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

Claims (18)

1. ⅰ) 스트론튬 성분을 포함하며, 나노와이어가 성장하는 지지체 역할을 하는 스트론튬 소스(source) 물질을 반응장치 내부에 도입하는 단계;
   ⅱ) 상기 반응장치의 내부 분위기를 진공상태로 유지한 후, 이송가스를 공급하며 상기 반응장치의 온도를 증가시키는 단계;
   ⅲ) 공급되는 반응가스의 총량 및 상기 반응장치의 온도를 고려하여 상기 반응장치의 내부압력을 100torr~1atm의 범위로 조절한 후, 상기 반응장치 내부로 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 공급하여 상기 스트론튬 소스 물질과 반응시키는 단계; 및
   ⅳ) 이송가스 분위기 하에서 반응장치를 상온까지 냉각시키는 단계;
   를 포함하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스트론튬 소스 물질은 스트론튬 또는 산화스트론튬을 포함하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탄소 소스가 되는 반응가스가 아세틸렌, 에틸렌, 에탄, 프로판, 메탄과 같은 탄화수소 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 인 소스가 되는 반응가스가 포스핀 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스가 탄소-인 유기화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 탄소-인 유기화합물이 액체인 경우, 가열에 의한 증발이나 초음파에 의한 미립화 방식을 이용하여 기화한 후 반응장치 내로 공급하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 탄소-인 유기화합물이 상기 스트론튬 소스 물질과 반응하여 비정질 스트론튬아파타이트 나노입자들을 형성한 후, 이들의 핵화 및 결정화를 유도하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 스트론튬아파타이트 나노입자들이 탄소-인 유기화합물 분위기에서 시간 경과에 따라 1차원 나노와이어로 성장하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 탄소 소스가 되는 반응가스 공급 분위기 하에서, 상기 성장된 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름 방향 표면에 결정성 탄소쉘이 형성되는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 스트론튬아파타이트 나노와이어의 지름 방향 표면에 성장된 결정성 탄소쉘이 상기 나노와이어의 지름 방향으로의 부피 증가를 막고 길이 방향으로의 성장을 유도하는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 반응장치의 온도를 증가시키는 단계에서, 상기 온도가 650 ~ 850℃ 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
12. 삭제
13. 제1항에 있어서,
    상기 스트론튬 소스 물질과 상기 탄소 소스가 되는 반응가스 및 인 소스가 되는 반응가스를 반응시키는 단계에서, 반응시간이 1분 ~ 5시간 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어의 합성방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법으로 합성된 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어.
15. 제14항에 있어서,
    상기 결정성 탄소쉘 내부에 스트론튬아파타이트가 99~100% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어.
16. 제14항에 있어서,
    지름이 5 ~ 50nm 이고, 길이가 100nm ~ 2㎛ 인 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어.
17. 제14항에 있어서,
    상기 탄소쉘의 두께가 0.1nm ~ 5 nm 인 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어.
18. 제14항에 있어서,
    뼈조직 생성 (bone mineralization) 및 세포증식 (cell culture)용 스캐폴드 (scaffold)로 사용되는 것을 특징으로 하는 결정성 탄소쉘과 스트론튬아파타이트 코어로 구성된 이질 나노와이어.
    
    
    
    

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