KR101313768B1 - 나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조방법을 개시한다. 나노 다이아몬드 분산액 제조방법은, 나노 다이아몬드 응집물을 제공하는 단계; 나노 다이아몬드 응집물이 분리되도록, 나노 다이아몬드 응집물을 금속 수산화물 수용액과 혼합하고 교반하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 혼합 용액이 상등액과 침전물로 분리되도록, 혼합용액을 안정화하는 단계; 및 상등액과 침전물을 각각 추출하는 단계;를 포함한다.

Description

나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조 방법{Nano-diamond dispersion liquid and method of manufacturing the same}
본 발명은 나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 수 나노 미터 내지 수십 나노 미터의 크기를 가지는 나노 다이아몬드 입자가 균일하게 분산된 나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
나노 다이아몬드는 높은 경도, 광대역의 광 투과성, 화학적 안정성, 높은 열전도도, 낮은 열팽창성, 전기적 절연성, 생체 적합성, 친환경성 등의 장점을 가지며, 이에 따라 전자산업, 화학산업, 및 의료산업 등 많은 산업분야에서 응용되고 있다. 현재, 마이크로 미터 정도의 크기를 가지는 인조 다이아몬드 분말은 이미 산업적으로 널리 이용되어 왔다.
최근 나노기술의 비약적인 발전에 따라, 매우 미세한 입경을 가지는 나노 다이아몬드에 대한 연구가 진행되고 있다. 나노 다이아몬드는 극히 짧은 폭발시간에 얻어진 초고압하에서 평균 입경 5 nm 내지 10 nm를 가지는 나노 다이아몬드 입자를 얻을 수 있다. 입경이 대략 5 nm 내지 10 nm 정도로 생산된 나노 다이아몬드 입자들은 표면이 무질서한 그라파이트 층으로 덮여진 나노 다이아몬드의 집합체(응집체)이다. 나노 다이아몬드 입자의 응집체들의 화학적 처리 방법에 따라 다양한 화학적 특성 및 구조적 특성을 얻을 수 있다.
나노 다이아몬드는 작은 입자 크기, 넓은 비표면적, 높은 기계적 강도, 조정 가능한 표면 활성 등과 같은 특유의 전기적, 화학적, 및 광학적 특성들을 가진다. 그러나, 넓은 표면적에 따라 입자간 인력이 커져 응집체를 형성하는 경향이 크므로, 수십 nm 이하의 입경을 가지는 나노 다이아몬드를 구현하기에는 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수 나노 미터 내지 수십 나노 미터의 크기를 가지는 나노 다이아몬드 입자가 균일하게 분산된 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 이용하여 구현된 나노 다이아몬드 분산액을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 이용하여 구현된 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 양극산화용 봉공제, 도금첨가제, 연마제, 오일 첨가제, 및 고분자 수지 첨가제, 방열 첨가제를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법은, 나노 다이아몬드 응집물을 제공하는 단계; 상기 나노 다이아몬드 응집물이 분리되도록, 상기 나노 다이아몬드 응집물을 금속 수산화물(metal hydroxide) 수용액과 혼합하고 교반하여 혼합 용액을 형성하는 단계; 상기 혼합 용액이 상등액(supernatant)과 침전물로 분리되도록, 상기 혼합용액을 안정화하는 단계; 및 상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계를 수행한 후에, 상기 상등액을 건조하여 나노 다이아몬드 분말을 형성하는 단계; 및 상기 나노 다이아몬드 분말을 분산 용매와 혼합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계를 수행한 후에, 상기 침전물을 상기 혼합용액에 재투입하여 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 혼합 용액을 형성하는 단계는, 원심 분리기, 볼 밀링, 비드 밀링, 또는 초음파 장치를 이용하여 상기 나노 다이아몬드 응집물을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 금속 수산화물 수용액은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 주석(Sn), 및 납(Pb) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 금속 수산화물 수용액은 NaOH, KOH, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 혼합 용액을 형성하는 단계는, 상기 금속 수산화물 수용액에 포함된 금속 이온과 상기 나노 다이아몬드 응집물에 포함된 반응기들이 화학적 결합하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 반응기들은 카르복실기(-COOH), 히드록실기(-OH), 알코올기(CH2OH), 아민기(-NH2), 및 술폰기(COSO3H) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액은, 상술한 방법에 따라 형성되고, 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 평균 입경이 9 nm 내지 90 nm 범위일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 서로 화학적으로 결합된 금속 이온과 반응기들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 흡착된 금속 수산화물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 분산 용매는 물(water), 증류수(distilled water), 암모니아수(ammonia water), 알코올(alcohol), 오일(oil), 과산화 수소(hydrogen peroxide), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 또는 메틸에틸케톤(Methyl ethyl keton, MEK), NMP(n-methyl pyrrolidone) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 양극산화용 봉공제는 상술한 방법에 따라 형성되고, 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 평균 입경이 9 nm 내지 90 nm 범위일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 서로 화학적으로 결합된 금속 이온과 반응기들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서 상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 흡착된 금속 수산화물을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 연마제는, 상술한 방법에 따라 형성되고 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일 첨가제는 상술한 방법에 따라 형성되고, 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 수지 첨가제는 상술한 방법에 따라 형성되고, 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된다.
본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액 및 그 제조 방법은 1 nm 내지 100 nm의 범위의 나노 다이아몬드의 입자가 균일하게 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 제공할 수 있다.
이러한 나노 다이아몬드 분산액은 그 자체로서 코팅 원료, 윤활유 첨가제, 또는 예를 들어 양극처리시 봉공제(Sealing Agent)와 같은 도금 원료로서 사용될 수 있고, 니켈, 크롬, 금, 은 등의 도금 및 표면처리 시에 첨가제로 사용할 수 있고, 고분자 플라스틱, 도료첨가제, 방열 제품의 원료, 세라믹 혼성체, 섬유, 종이, 치약, 샴푸, 비누, 화장품, 등에 첨가되어 기능성을 부여할 수 있다. 또한, 표면 기능화한 나노 다이아몬드 화합물은 나노바이오 소재 기반 의약품 원료를 제조하는 출발물질이 될 수 있다.
나노 다이아몬드 콜로이드를 분산시키는 매체를, 고분자 수지, 합성 고분자, 단백질, 금속, 합금등의 고체 매트릭스에 옮겨놓은 나노 다이아몬드 조성물은, 다이아몬드 고유의 수많은 뛰어난 성질을 공유해 유용한 복합 소재가 될 것이다. 특히, 본 발명의 나노 다이아몬드 분산액은 나노 입자가 매체 내에서 집합(clustering)하거나 응집(agglomeration)하지 않고 균일한 분산 상태를 유지할 수 있으므로, 균일한 혼합과 매체와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있고, 따라서, 혼합 효과를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2은 도 1의 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 3은 도 1의 침전물을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액과 나노 다이아몬드 응집물이 혼합된 용액을 비교한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 나노 다이아몬드 응집물 용액 내에 포함된 나노 다이아몬드 응집물 입자 크기 및 분포와 비교한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액의 X-선 광전자 분광 그래프(X-ray photoelectron spectroscopy)이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액에 각각 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 비교한 그래프이다.
도 9는 도 8의 나노 다이아몬드 분산액들을 비교한 사진이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액에 각각 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 비교한 그래프이다.
도 11는 도 10의 나노 다이아몬드 분산액들을 비교한 사진이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2은 도 1의 나노 다이아몬드 분산액의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 나노 다이아몬드 응집물(10)을 제공한다(S10). 나노 다이아몬드 응집물(10)은 고온고압법, 충격파법, 화학증착법(CVD), 및 폭발법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 폭발법을 이용하는 경우에 있어서, 트리니트로톨루엔(T.N.T), 또는 백색 결정성 비수용성 폭탄인 RDX(Research department explosive) 등의 폭발물을 폭발시켜 고온 고압 분위기를 유도하여 나노 다이아몬드 응집물을 형성할 수 있다. 이러한 나노 다이아몬드 응집물(10)은 수백 나노 미터 내지 수천 나노 미터의 크기를 가질 수 있다. 또한, 나노 다이아몬드 응집물(10)은 산(acid), 예를 들어 질산 또는 염산을 이용하여 클러스터 탄소 또는 재생성 표면 그라파이트 등의 불순물을 미리 제거할 수 있다.
나노 다이아몬드 응집물(10)이 분리되도록, 나노 다이아몬드 응집물(10)을 금속 수산화물(metal hydroxide) 수용액과 혼합하고 교반하여 혼합 용액(20)을 형성한다(S20). 상기 금속 수산화물에 포함된 금속 성분은 수소(H)에 비하여 이온화 경향이 큰 원소를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 금속 성분은, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 주석(Sn), 및 납(Pb) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 수산화물 수용액은, 예를 들어 NaOH, KOH, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 금속 수산화물은 상기 나노 다이아몬드의 표면 특성을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 나노 다이아몬드와 상기 금속 수산화물의 반응 메커니즘은 화학식 1로 표현될 수 있다. 여기에서 "M"은 금속 원소를 나타낸다.
Figure 112011009600810-pat00001
화학식 1에 따라, 수소를 상기 금속 이온이 치환함에 따라, 나노 다이아몬드 응집체에 포함된 나노 다이아몬드 입자들 사이의 전기적 반발력이 증가되고, 이에 따라 용액 내의 분산성이 증가될 수 있다. 또한, 상기 금속 이온의 이온 반경이 커질수록 초기의 침전 속도가 감소할 수 있다. 또한, 화학식 1에서는 상기 나노 다이아몬드의 표면에 존재하는 카르복실기(-COOH)와 상기 금속 이온이 화학적 결합하는 것으로 나타나 있으나, 이는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 나노 다이아몬드의 표면에는 다른 반응기들, 예를 들어 히드록실기(-OH), 알코올기(CH2OH), 아민기(-NH2), 및 술폰기(COSO3H) 등의 다양한 기들이 존재할 수 있고, 이들의 적어도 일부는 상기 금속 이온과 화학적 결합할 수 있다. 화학식 2는 상기 나노 다이아몬드 표면에 히드록실기(-OH)가 존재하는 경우에, 상기 히드록실기에 포함된 수소 이온을 상기 금속 수산화물의 금속 이온이 치환하는 경우에 대한 화학반응을 나타낸다.
Figure 112011009600810-pat00002
또한, 상기 금속 수산화물은 나노 다이아몬드 입자의 표면에 흡착될 수 있다. 상기 흡착은 반데르발스 힘(van der Waales force)에 기인할 수 있다. 이와 같이 흡착된 금속 수산화물은 나노 다이아몬드 입자들 사이의 전기적 반발력을 더욱 증가시킬 수 있고, 이에 따라 용액 내의 분산성이 더 증가될 수 있다.
이러한 교반은 통상적인 교반 방법에 의하여 수행될 수 있다. 예를 들어 막대와 같은 스터러(2, stirrer)를 용액 속에 투입하여 휘저어서 교반하거나. 초음파를 이용하여 교반할 수 있다. 이러한 교반에 의하여, 나노 다이아몬드 응집물(10)과 상기 금속 수산화물 수용액의 혼합을 더 균일하게 할 수 있다. 이때에, 교반을 수행하는 온도와 시간은 상기 나노 다이아몬드 응집물(10)의 크기 및 상기 금속원소의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 교반을 수행하는 온도는, 예를 들어 30℃ 내지 110℃의 범위일 수 있고, 예를 들어 80℃ 내지 100℃의 범위일 수 있다. 또한, 교반을 수행하는 시간은, 예를 들어 1초 내지 24 시간의 범위일 수 있고, 예를 들어 10 시간 내지 14 시간의 범위일 수 있다. 또한, 상기 혼합 용액(20)은 7보다 큰 pH일 수 있고(즉, 염기성일 수 있음), 또는 7보다 작은 pH 일 수도 있다(즉, 산성일 수 있음). 예를 들어 상기 혼합 용액(20)은 pH 8 내지 pH 10의 범위일 수 있고, 또는 pH 3 내지 pH 6의 범위일 수도 있다. 상기 혼합 용액(20)의 pH 변화의 이유는, 상기 금속 수산화물 수용액은 염기성을 가지는 데 반하여, 상기 나노 다이아몬드 응집물은 산성을 가지는 것이 일반적이기 때문이다. 상기 금속 수산화물 수용액과 상기 나노 다이아몬드 응집물 사이의 상대적인 양에 따라서, 혼합 용액(20)의 pH가 결정될 수 있다.
또한, 상기 혼합 용액을 형성하는 단계(S20)는, 원심 분리기, 볼 밀링, 비드 밀링, 또는 초음파 장치를 이용하여 상기 나노 다이아몬드 응집물을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 분리 단계에서는 상기 혼합 용액(20)에 포함된 나노 다이아몬드 응집물을 개개의 나노 다이아몬드 입자들로 해체시킬 수 있다. 상기 분리 단계는, 예를 들어 원심 분리기(3)를 이용하여 수행될 수 있다. 원심 분리를 수행하는 속도는, 예를 들어 5000 rpm 내지 20000 rpm의 범위 일 수 있고, 예를 들어 6000 rpm 내지 10000 rpm의 범위일 수 있다. 원심 분리를 수행하는 시간은, 예를 들어 1초 내지 24 시간의 범위일 수 있고, 예를 들어 1분 내지 30분의 범위일 수 있다. 또한, 상기 분리 단계는 볼 밀링(ball milling) 또는 비드 밀링(bead milling)을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 볼 밀링과 상기 비드 밀링에 사용되는 볼 또는 비드의 크기는 0.1 mm 내지 0.3 mm의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 분리 단계는 초음파 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
혼합 용액(20)을 안정화한다(S30). 상기 안정화는 혼합 용액(20)을 교반하거나 진동시키지 않고 그대로 유지시켜 구현할 수 있다. 이러한 안정화 단계를 수행하는 시간은, 예를 들어 1초 내지 24 시간의 범위일 수 있다. 이러한 안정화 단계에 의하여, 혼합용액(20)은 상등액(30, supernatant)과 침전물(40, precipitate)로 분리될 수 있다.
상등액(30)과 침전물(40)을 각각 추출한다(S40). 상기 상등액(30) 내에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기(예를 들어, 입경)는, 예를 들어 1 nm 내지 100 nm 범위일 수 있고, 예를 들어 5 nm 내지 40 nm 범위일 수 있다. 또한, 상기 상등액(30)의 pH는, 예를 들어 7.5 내지 8.5의 범위일 수 있다. 또한, 상기 침전물(40)에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기는 40 nm 에 비하여 클 수 있다. 또한, 상기 나노 다이아몬드는 평균 입경이, 예를 들어 9 nm 내지 90 nm 범위일 수 있고, 예를 들어 9 nm 내지 30 nm 범위일 수 있다. 평균 입경은 상기 나노 다이아몬드 응집물에 포함된 화학 물질의 종류와 양 및/또는 상기 금속 수산화물 수용액의 pH에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 수산화물 수용액이 산성인 경우에는 나노 다이아몬드의 평균 입경이 증가되는 경향이 있고, 상기 금속 수산화물 수용액이 염기성인 경우에는 나노 다이아몬드의 평균 입경이 감소되는 경향이 있다.
이러한 상등액(30)은 나노 다이아몬드 분산액일 수 있다. 상기 상등액(30)은 상기 나노 다이아몬드 및 상기 나노 다이아몬드와 화학적으로 결합한 상기 금속 이온을 포함할 수 있다. 또한, 상기 상등액은 상기 나노 다이아몬드에 표면에 흡착된 상기 금속 수산화물을 더 포함할 수 있다.
상등액(30)을 노(furnace)또는 건조기(dry oven) 내에서 건조하여 나노 다이아몬드 분말을 형성한다(S50). 이러한 건조 단계는 선택적이다(optionally). 상기 건조를 수행하는 온도는, 예를 들어 100℃ 내지 600℃의 범위일 수 있고, 예를 들어 300℃ 내지 500℃의 범위일 수 있다. 또한, 상기 건조를 수행하는 시간은, 예를 들어 1 분 내지 24 시간의 범위일 수 있고, 예를 들어 2 시간 내지 3 시간의 범위일 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분말은 화학적으로 결합한 상기 금속 이온을 포함할 수 있고, 또한, 표면에 흡착된 상기 금속 수산화물을 더 포함할 수 있다.
상기 건조된 나노 다이아몬드 분말을 분산 용매와 혼합한다(S60). 이러한 혼합 단계는 선택적이다(optionally). 상기 혼합을 수행하는 단계는 초음파 및/또는 비드 밀링 장치를 이용하여 혼합할 수 있으며, 상기 초음파를 이용하는 시간은, 예를 들어 1 분 내지 2 시간의 범위일 수 있고, 예를 들어 10 분 내지 1시간의 범위일 수 있다. 이에 따라 나노 다이아몬드 분산액(50)을 형성한다. 상기 나노 다이아몬드 분산액(50)의 농도는 다양하게 변화할 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액(50)은 pH 7에 근접할 수 있으며, 예를 들어 pH 3 내지 pH 13의 범위일 수 있고, 예를 들어 pH 6 내지 pH 8의 범위일 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액(50)은 산성, 염기성, 또는 중성을 가질 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액(50)에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기는, 예를 들어 1 nm 내지 100 nm 일 수 있고, 예를 들어 5 nm 내지 40 nm 일 수 있다.
또한, 상기 분산 용매는, 물(water), 증류수(distilled water), 알코올(alcohol), 오일(oil), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl keton, MEK), NMP(n-methyl pyrrolidone), 과산화 수소(hydrogen peroxide), 암모니아수(ammonia water) 등을 포함할 수 있다. 상술한 용매는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 나노 다이아몬드 분산액(50)은 상기 나노 다이아몬드 및 상기 나노 다이아몬드와 화학적으로 결합한 상기 금속 이온을 포함할 수 있다. 또한, 상기 상등액은 상기 나노 다이아몬드에 표면에 흡착된 상기 금속 수산화물을 더 포함할 수 있다.
상기 건조 단계에서 생성된 상기 나노 다이아몬드 분말은 어느 정도 서로 응집될 수 있으나, 상기 나노 다이아몬드 분말이 증류수와 같은 분산 용매와 혼합되면 다시 분산된다. 그 이유는 상기 나노 다이아몬드 분말의 표면에는 상기 반응기들과 상기 금속 이온이 화학적으로 결합되어 있기 때문이며, 이에 따라 상기 나노 다이아몬드 분말 사이에 분산력이 작용하기 때문이다. 또한, 상기 나노 다이아몬드 분말의 표면에 흡착된 상기 금속 수산화물에 의하여 상기 나노 다이아몬드 분말 사이에 분산력이 더 작용할 수 있다.
도 3은 도 1의 침전물(40)을 처리하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 상기 침전물(40)을 상기 혼합 용액(20)에 재투입하여 교반한다(S45). 상기 교반 단계는 상술한 혼합 용액 형성 단계(S20)와 동일한 조건 하에서 수행될 수 있다. 이어서, 후속의 단계들을 수행한다. 이러한 침전물 처리 단계는 선택적이다(optionally).
이하에서는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액과 비교예로서 나노 다이아몬드 응집물이 혼합된 용액에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액과 나노 다이아몬드 응집물이 혼합된 용액을 비교한 사진이다. (a)는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액이고, 제조한 후 60일이 경과된 경우이고, (b)는 비교예로서, 도 1의 단계 S10에서 제공되는 나노 다이아몬드 응집물을 증류수와 혼합하여 형성한 나노 다이아몬드 응집물 용액이고, 혼합 후 1일이 경과된 경우이다. 양쪽 용액의 나노 다이아몬드의 농도는 약 0.1wt% 정도로 제조하였다.
도 4를 참조하면, 나노 다이아몬드 분산액은 용액 내에 균일하게 분산되어 있으며(영역 A), 60일이 경과된 후에도 침전물이 거의 발생하지 않았다. 반면, 나노 다이아몬드 응집물 용액에서는 1일이 경과되면, 용매(영역 B)와 나노 다이아몬드 응집물(영역 C)이 분리된다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 상기 나노 다이아몬드 응집물 용액에 비하여 우수하고 장기간 유지될 수 있는 분산안정성을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 상기 나노 다이아몬드 응집물 용액 내에 포함된 상기 나노 다이아몬드 응집물 입자 크기 및 분포와 비교한 그래프이다. 상기 그래프는 나노 입도 분석장치(Nano particle size analyzer)를 이용하여 측정한 결과를 나타낸다. 상기 나노 입도 분석 장치의 측정 원리는 동적 광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)을 이용하여 입자의 크기를 측정하는 방법이다. 입자 또는 분자가 레이저의 조명을 받을 경우, 크기가 비교적 작은 입자들이 용제 분자에 의해 더 멀리, 더 빠르게 이동하기 때문에 산란된 광선의 강도는 입자의 크기에 따라 일정한 비율로 변동한다. 이러한 강도 변동의 분석을 통해 브라운 운동의 속도를 산출하여 입도를 구할 수 있다.
도 5를 참조하면, 나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기는, 예를 들어 1 nm 내지 100 nm의 범위에 포함될 수 있고, 예를 들어 5 nm 내지 40 nm의 범위에 포함될 수 있고, 평균 입자 크기는 약 9.95 nm 이었다. 상기 입자 크기는 나노 다이아몬드 입자 각각의 크기일 수 있고, 또는 나노 다이아몬드 입자들이 클러스터링되어 형성한 클러스터의 크기일 수 있다. 반면, 나노 다이아몬드 응집물의 입자 크기는 약 200 nm 내지 1000 nm의 범위에 포함되며, 평균 입자 크기는 약 330 nm이었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 상기 나노 다이아몬드 응집물 용액에 비하여 미세한 크기의 나노 다이아몬드 입자를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 수산화나트륨(NaOH)을 금속 수산화물로서 이용하여 상기 혼합 용액을 형성한 나노 다이아몬드 분산액과 비교예로서 염화나트륨 용액(NaCl)을 이용하여 형성한 나노 다이아몬드 분산액에 대하여 설명하기로 한다. 상기 비교예의 경우, 상술한 단계 S20에 있어서, 나노 다이아몬드 응집물을 염화나트륨 용액(NaCl)과 혼합하고 교반하여 혼합 용액을 형성하였다. 상기 혼합 용액을 형성한 후에는 본 발명의 일 실시예의 단계들(S30-S60)을 수행하여 나노 다이아몬드 분산액을 형성하였다. 나노 다이아몬드 분산액 내의 나노 다이아몬드 농도는 약 1 wt%이었다. 분류를 위하여, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 NaOH-나노 다이아몬드 분산액으로 지칭하고, 비교예에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 NaCl-나노 다이아몬드 분산액으로 지칭하기로 한다.
표 1은 NaOH-나노 다이아몬드 분산액과 NaCl-나노 다이아몬드 분산액의 성분 분석을 나타내는 표이다. 표 1은 원소분석법(Energy dispersion spectroscopy, EDS)를 이용한 결과이다.
Wt% Na Cl
NaOH-나노 다이아몬드 분산액 0.7 없음
NaCl-나노 다이아몬드 분산액 0.79 0.54
상기 NaOH-나노 다이아몬드 분산액과 상기 NaCl-나노 다이아몬드 분산액에서의 나트륨 함량은 비슷하였다. 반면, 상기 NaCl-나노 다이아몬드 분산액은 염소를 약 0.54 wt%로 포함하는 것으로 나타났으며, 상기 NaOH-나노 다이아몬드 분산액은 염소를 포함하지 않는 것으로 나타났다. 즉, 비교예의 경우, 혼합 용액으로서 염화나트륨 용액을 사용함에 따라, 최종 산물인 나노 다이아몬드 분산액에서도 염소가 잔류한다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액의 X-선 광전자 분광 그래프(X-ray photoelectron spectroscopy)이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 NaOH-나노 다이아몬드 분산액에서는 염소가 포함되지 않으나, 상기 NaCl-나노 다이아몬드 분산액에는 염소가 포함되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 상술한 EDS 결과와 동일하다.
염소는 나노 다이아몬드의 분산성을 저하시키고, 봉공되거나 연마되는 물질을 산화시켜 결함을 생성할 우려가 있으므로, 상기 나노 다이아몬드 분산액 내에서 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 염소를 포함하지 않으므로, 염화나트륨 용액을 이용하여 형성한 나노 다이아몬드 분산액에 비하여 우수한 특성을 가진다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액에 각각 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 비교한 그래프이다. 도 9는 도 8의 나노 다이아몬드 분산액들을 비교한 사진이다. 여기에서 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 상기 NaOH-나노 다이아몬드 분산액이며, 비교예에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 상기 NaCl-나노 다이아몬드 분산액이다. 상기 그래프는 상술한 나노 입도 분석장치를 이용하여 측정한 결과를 나타낸다.
도 8을 참조하면, NaOH-나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기(예를 들어, 입경)는 평균 20.4 nm 이었다. 또한, 100 nm 이상의 입자 크기를 가지는 나노 다이아몬드는 거의 발견되지 않았다. 예를 들어, 상기 나노 다이아몬드의 입자 크기(예를 들어, 입경)는 예를 들어 1 nm 내지 100 nm의 범위에 포함될 수 있고, 예를 들어 1 nm 내지 70 nm의 범위에 포함될 수 있다. 상기 입자 크기는 나노 다이아몬드 입자 각각의 크기일 수 있고, 또는 나노 다이아몬드 입자들이 클러스터링되어 형성한 클러스터의 크기일 수 있다. 반면, NaCl-나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드 입자 크기는 약 200 nm 내지 6000 nm의 범위에 포함되며, 평균 입자 크기는 약 1280 nm이었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 염화나트륨 용액을 혼합 용액으로 사용한 비교예에 비하여 미세한 크기의 나노 다이아몬드 입자를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, NaOH-나노 다이아몬드 분산액은 용액 내에 균일하게 분산되어 있다(영역 A). 반면, NaCl-나노 다이아몬드 분산액은 용매(영역 B)와 나노 다이아몬드 침전물(영역 C)로 분리된다. NaOH-나노 다이아몬드 분산액은 60일 이상의 장기간 보관하여도 분산 정도가 거의 변화가 없었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 염화나트륨 용액을 혼합 용액으로 사용한 비교예에 비하여 우수하고 장기간 유지될 수 있는 분산성을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 수산화칼륨(KOH)를 금속 수산화물로서 이용하여 상기 혼합 용액을 형성한 나노 다이아몬드 분산액과 비교예로서 염화칼륨 용액(KCl)을 이용하여 형성한 나노 다이아몬드 분산액에 대하여 설명하기로 한다. 상기 비교예의 경우, 상술한 단계 S20에 있어서, 나노 다이아몬드 응집물을 염화칼륨 용액(KCl)과 혼합하고 교반하여 혼합 용액을 형성하였다. 상기 혼합 용액을 형성한 후에는 본 발명의 일 실시예의 단계들(S30-S60)을 수행하여 나노 다이아몬드 분산액을 형성하였다. 나노 다이아몬드 분산액 내의 나노 다이아몬드 농도는 약 1 wt%이었다. 분류를 위하여, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 KOH-나노 다이아몬드 분산액으로 지칭하고, 비교예에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 KCl-나노 다이아몬드 분산액으로 지칭하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액와 비교예의 나노 다이아몬드 분산액에 각각 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기 및 분포를 비교한 그래프이다. 도 9는 도 8의 나노 다이아몬드 분산액들을 비교한 사진이다. 여기에서 본 발명의 일부 실시예들에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 상기 KOH-나노 다이아몬드 분산액이며, 비교예에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 상기 KCl-나노 다이아몬드 분산액이다. 상기 그래프는 상술한 나노 입도 분석장치를 이용하여 측정한 결과를 나타낸다.
도 10을 참조하면, KOH-나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드의 입자 크기(예를 들어, 입경)는 평균 29.0 nm 이었다. 또한, 150 nm 이상의 입자 크기를 가지는 나노 다이아몬드는 거의 발견되지 않았다. 예를 들어, 상기 나노 다이아몬드의 입자 크기(예를 들어, 입경)는 예를 들어 1 nm 내지 150 nm의 범위에 포함될 수 있고, 예를 들어 1 nm 내지 100 nm의 범위에 포함될 수 있다. 상기 입자 크기는 나노 다이아몬드 입자 각각의 크기일 수 있고, 또는 나노 다이아몬드 입자들이 클러스터링되어 형성한 클러스터의 크기일 수 있다. 반면, KCl-나노 다이아몬드 분산액에 포함된 나노 다이아몬드 입자 크기는 약 400 nm 내지 6000 nm의 범위에 포함되며, 평균 입자 크기는 약 1450 nm이었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 염화칼륨 용액을 혼합 용액으로 사용한 비교예에 비하여 미세한 크기의 나노 다이아몬드 입자를 포함할 수 있다. 또한, 도 8과 비교하면, NaOH-나노 다이아몬드 분산액의 입자가 KCl-나노 다이아몬드 분산액의 입자에 비하여 작았으며, 따라서, NaOH가 KOH에 비하여 나노 다이아몬드의 분산 효과가 더 우수할 수 있다.
도 11을 참조하면, KOH-나노 다이아몬드 분산액은 용액 내에 균일하게 분산되어 있다(영역 A). 반면, KCl-나노 다이아몬드 분산액은 용매(영역 B)와 나노 다이아몬드 침전물(영역 C)로 분리된다. KOH-나노 다이아몬드 분산액은 60일 이상의 장기간 보관하여도 분산 정도가 거의 변화가 없었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 나노 다이아몬드 분산액은 염화칼륨 용액을 혼합 용액으로 사용한 비교예에 비하여 우수하고 장기간 유지될 수 있는 분산성을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 이용하여 형성한 봉공제(sealing agent)에 대하여 예시적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이러한 용도에 한정되는 것은 아니다.
양극산화법에 의하여 형성된 산화 피막은 다공질이며 흡착성이 크며, 착색시 염료가 퇴색되기 쉬우므로, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 양극 산화시 최종공정으로서 봉공처리를 한다. 양극산화법에 의하여 형성한 산화 피막은 형성된 초기에는 매우 활성적이므로, 방치시에는 공기 중의 가스 등을 흡착하여, 불활성으로 변화한다. 따라서, 안정된 산화피막을 형성하기 위하여, 봉공처리를 수행한다. 봉공처리는 산화 피막에 형성된 미세공을 봉공(sealing)하는 것으로서, 내석성 등의 여러 성질을 바꾸는 처리이다. 종래에는, 상기 봉공처리로서 수화봉공, 금속염 봉공, 유기물봉공, 도장에 의한 봉공 등을 수행하였다. 이중에서 금속염 봉공은 금속염을 이용한 봉공 방법으로서, 금속염 수용액이 산화 피막의 미세공에 들어가 가수분해되어 수산화물을 침전함으로써, 봉공하는 것이다. 일반적으로 금속염으로는 착산니켈과 착산코발트 등이 사용되고 있으나, 이들은 환경유해물질로 등록되어 사용이 금지되므로 새로운 봉공처리 방법의 개발이 필요하다.
본 발명에 따른 봉공제는 상술한 방법들 중 어느 하나에 따라 형성되고, 1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 포함한다. 또한, 상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 서로 화학적으로 결합된 금속 이온과 반응기들을 포함한다. 상기 봉공제에 포함된 나노 다이아몬드는 입자의 크기가 미세하고, 안정성이 높고, 또한 상기 분산액 내에 균일하게 분산되어 있으므로, 산화 피막에 형성된 미세공을 신뢰성있게 봉공할 수 있다. 이러한 봉공처리를 함으로써 산화 피막의 내식성 향상, 오염방지능력 강화, 염색 및 착색된 피막의 안정성, 내광(내후)성 향상 등을 얻을 수 있다. 또한, 도금시 사용되어 왔던 환경유해물질의 사용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액은 연마제, 오일 첨가제, 고분자 수지 첨가제 등에 포함될 수 있다. 상기 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 연마제는, 예를 들어 금속 가공시에 사용되거나 연마제 또는 반도체 웨이퍼 가공시에 사용될 수 있다. 상기 연마제는 반도체 웨이퍼의 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing)에 사용될 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 연마제는 원하지 않는 스크래치 발생을 저감시키고, 높은 수준의 평면도 및 평탄도를 구현할 수 있고, 잔류응력을 감소시킬 수 있다.
상기 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 오일 첨가제는, 예를 들어 기계 또는 자동차에 사용되는 윤활유 첨가제일 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 윤활유는 접촉면에서 마찰 모멘트를 20% 내지 40% 정도 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 마찰 부분의 온도 상승을 저하시키고, 기계 부품의 마모를 저감시킬 수 있다.
상기 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 수지 첨가제는 우레판이나 에폭시, 폴리비닐알콜(PVA)와 같은 고분자 수지 제조 시에 사용되는 고분자 수지 첨가제일 수 있다. 상기 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 수지는 탄성, 내열성, 내한성, 내화학성이 증가되며, 마찰 계수를 저감시킬 수 있다.
상기 본 발명에 따른 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 방열 첨가제는 적절한 방열과 함께 우수한 열보전성 을 가지므로 자동차의 라디에이터의 표면 코팅과 LED 장치의 방열 재료, 및 노트북 방열판 등에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
이러한 나노 다이아몬드 분산액은 그 자체로서 코팅 원료, 윤활유 원료, 또는 예를 들어 양극처리시 봉공제(Sealing Agent)와 같은 도금 원료로서 사용될 수 있고, 니켈, 크롬, 금, 은 등의 도금 및 표면처리시에 첨가제로 사용할 수 있고, 고분자 플라스틱, 도료첨가제, 방열제품의 원료, 고분자 플라스틱, 세라믹 혼성체, 섬유, 종이, 치약, 샴푸, 비누, 화장품, 등에 첨가되어 기능성을 부여할 수 있다. 또한, 표면 기능화한 나노 다이아몬드 화합물은 나노 바이오 소재 기반 의약품 원료를 제조하는 출발물질이 될 수 있다.

Claims (20)

  1. 나노 다이아몬드 응집물을 제공하는 단계;
    상기 나노 다이아몬드 응집물이 분리되도록, 상기 나노 다이아몬드 응집물을 금속 수산화물(metal hydroxide) 수용액과 혼합하고 교반하여 혼합 용액을 형성하는 단계;
    상기 혼합 용액이 상등액(supernatant)과 침전물로 분리되도록, 상기 혼합용액을 안정화하는 단계; 및
    상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계;
    를 포함하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계를 수행한 후에,
    상기 상등액을 건조하여 나노 다이아몬드 분말을 형성하는 단계; 및
    상기 나노 다이아몬드 분말을 분산 용매와 혼합하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상등액과 상기 침전물을 각각 추출하는 단계를 수행한 후에,
    상기 침전물을 상기 혼합용액에 재투입하여 교반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 용액을 형성하는 단계는,
    원심 분리기, 볼 밀링, 비드 밀링, 또는 초음파 장치를 이용하여 상기 나노 다이아몬드 응집물을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 수산화물 수용액은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 주석(Sn), 및 납(Pb) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 수산화물 수용액은 NaOH, KOH, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합 용액을 형성하는 단계는,
    상기 금속 수산화물 수용액에 포함된 금속 이온과 상기 나노 다이아몬드 응집물에 포함된 반응기들이 화학적 결합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반응기들은 카르복실기(-COOH), 히드록실기(-OH), 알코올기(CH2OH), 아민기(-NH2), 및 술폰기(COSO3H) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 따라 형성되고,
    1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된 나노 다이아몬드 분산액.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 평균 입경이 9 nm 내지 90 nm 범위인 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 서로 화학적으로 결합된 금속 이온과 반응기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 흡착된 금속 수산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 분산 용매는 물(water), 증류수(distilled water), 알코올(alcohol), 오일(oil), 과산화 수소(hydrogen peroxide), 암모니아수(ammonia water), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 또는 메틸에틸케톤(Methyl ethyl keton, MEK), NMP(n-methyl pyrrolidone) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 다이아몬드 분산액.
  14. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 따라 형성되고,
    1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 봉공제.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 평균 입경이 9 nm 내지 90 nm 범위인 것을 특징으로 하는 봉공제.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 서로 화학적으로 결합된 금속 이온과 반응기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 봉공제.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 나노 다이아몬드는 그 표면에 흡착된 금속 수산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 봉공제.
  18. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 따라 형성되고,
    1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 연마제.
  19. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 따라 형성되고,
    1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 오일 첨가제.
  20. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 방법에 따라 형성되고,
    1 nm 내지 100 nm 범위의 입경을 가지는 나노 다이아몬드가 분산 용매에 분산된 나노 다이아몬드 분산액을 포함하는 고분자 수지 첨가제.
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