KR101328096B1 - 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법 - Google Patents

인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101328096B1
KR101328096B1 KR1020120118867A KR20120118867A KR101328096B1 KR 101328096 B1 KR101328096 B1 KR 101328096B1 KR 1020120118867 A KR1020120118867 A KR 1020120118867A KR 20120118867 A KR20120118867 A KR 20120118867A KR 101328096 B1 KR101328096 B1 KR 101328096B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electric field
nozzle
nanomaterial
mixed solution
self
Prior art date
Application number
KR1020120118867A
Other languages
English (en)
Inventor
변도영
Original Assignee
엔젯 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔젯 주식회사 filed Critical 엔젯 주식회사
Priority to KR1020120118867A priority Critical patent/KR101328096B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101328096B1 publication Critical patent/KR101328096B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0095Manufacture or treatments or nanostructures not provided for in groups B82B3/0009 - B82B3/009
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds

Abstract

본 발명은 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치에 관한 것이며, 본 발명의 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치는 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 일차원 나노물질이 용매에 분산되는 혼합액을 저장하는 저장부; 상기 저장부로부터 혼합액을 공급받아 기판 측으로 토출하는 노즐; 상기 나노물질이 상기 용매 내에서 정렬된 상태에서 상기 혼합액이 라인젯의 형태로 연속적으로 토출되도록 상기 노즐과 상기 기판 사이에 전기장을 형성하는 전기장 발생부; 상기 전기장 발생부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 용매의 인쇄와 동시에 이에 포함되는 나노물질이 자가 정렬되도록 할 수 있는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 나노와이어가 제공된다.

Description

인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법{PRINTING-TYPE APPARATUS AND METHOD FOR ALIGNING NANO MATERIAL}
본 발명은 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 나노물질을 용이하게 정렬할 수 있는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법에 관한 것이다.
나노와이어, 나노벨트, 나노막대, 나노튜브 등의 나노물질은 우수한 전기적, 기계적, 광학적, 열적 특성 때문에 매우 많은 연구개발이 되고 있다. 생물 및 화학센서, 전계효과 트랜지스터 (FET; field effect transistor), LED(light emitting diode), 회로 등에 적용하고 있다. 현재 제기되고 있는 문제는 특성이 좋은 나노와이어, 나노튜브 등을 제작하는 방법과 이를 조립, 정열하여 소자화하는 기술이다. 특히 정열하여 일차원의 나노물질을 2차원 3차원의 구조로 제작하여야 이를 전자소자로 활용할 수 있다.
나노와이어 또는 나노튜브를 정열시키는 가장 일반적인 방법은 나노임프린트 방법이다. 전자빔 리소그라피 등으로 만든 몰드 구조물을 이용하여 전사하는 방법이다. 현존하는 가장 효과적인 방법이지만 리소그래피로 몰드 구조물을 제작하여야 하고 임프린트 과정을 반복하여야 하므로 대량 생산에 적용하기에 어려움이 많다.
Langmuir-Blodgett (LB) 방법은 나노물질에 친수성, 소수성 부분이 존재하면 물위에 단층으로 자기 정열이 되며 고체표면으로 전사시키는 방법이다. 이 원리를 이용하여 복수의 층을 쌓을 수 있으며 제작된 표면을 리소그래피를 이용하여 패터닝하면 소자화할 수 있다. 그러나 이 방법 또한 다양한 패턴을 쉽게 형성하기가 어렵기 때문에 많은 한계를 보이고 있다.
또 다른 방법으로 전기영동을 이용하는 기법들이 있다. 미리 형성된 전극의 사이에 나노와이어 또는 나노튜브가 포함되어 있는 액체를 공급하고 전계를 인가함으로써 전기영동 효과를 이용하여 와이어를 정열할 수 있다. 그러나 이 방법 또한 사전에 전극을 리소그래피로 제작하여야 하고 특정한 공간에서 임의의 방향으로 나노와이어 또는 나노튜브를 배치시키는 데에는 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 혼합액의 인쇄와 동시에 이에 포함되는 나노물질이 자기정렬되도록 할 수 있는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 일차원 나노물질이 용매에 분산되는 혼합액을 저장하는 저장부; 상기 저장부로부터 혼합액을 공급받아 기판 측으로 토출하는 노즐; 상기 나노물질이 상기 용매 내에서 정렬된 상태에서 상기 혼합액이 라인젯의 형태로 연속적으로 토출되도록 상기 노즐과 상기 기판 사이에 전기장을 형성하는 전기장 발생부; 상기 전기장 발생부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 제어부는 상기 라인젯이 형성되는 시작점과 상기 노즐의 종단부 사이에서 전위차가 발생하도록 상기 전기장 발생부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 혼합액은 점성을 증가시키기 위하여 천연 폴리머 또는 합성 폴리머를 더 혼합할 수 있다.
또한, 상기 용매는 전기전도성이 10-10 s/m 보다 높고 10-1 s/m 보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 천연 폴리머는 치토산(chitosan), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 엘라스틴(elastin), 히알루론산(hyaluronic acid), 셀룰로오스(cellulose), 실크 피브로인(silk fibroin), 인지질(phospholipids), 피브리노겐(fibrinogen) 중 선택될 수 있다.
또한, 상기 합성 폴리머는 PLGA(Poly(lactic-co-glycolic acid)), PLA(Poly(lactic acid)), PHBV(Poly(3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate), PDO(Polydioxanone), PGA(Polyglycolic acid), PLCL(Poly(e-caprolactone-co-lactide)), PCL(Poly(e-caprolactone)), PLLA(Poly-L-lactic acid), PEUU(Poly(ether Urethane Urea), 아세트산 셀룰로오스(Cellulose acetate), PEG(Polyethylene glycol), EVOH(Poly(Ethylene Vinyl Alcohol), PVA(Polyvinyl alcohol), PEO(Polyethylene glycol), PVP(Polyvinylpyrrolidone) 중 선택될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치를 이용하는 방법으로서, 용매에 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 일차원 나노물질이 분산되는 혼합액을 저장부 내에 저장하는 저장단계; 상기 저장부로부터 노즐 내부로 혼합액을 공급하는 공급단계; 상기 제어부를 이용하여 상기 노즐의 단부에서 혼합액에 포함되는 상기 나노물질이 정렬되도록 상기 전기장 발생부를 작동시키는 전기장 형성단계; 내부에 상기 나노물질이 정렬된 상태에서 상기 노즐로부터 라인젯이 토출되도록 상기 제어부를 이용하여 상기 전기장 발생부를 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 전기장 형성단계는 상기 제어부를 이용하여 혼합액이 상기 노즐의 토출면에서 테일러콘(Taylor's cone)을 형성하고 나노물질이 상기 테일러콘의 외면과 나란하게 정렬되도록 상기 전기장 발생부를 작동시킬 수 있다.
또한, 상기 전기장 형성단계는 상기 노즐의 토출면 상에서 혼합액이 매니스커스(meniscus)를 형성하도록 전기장을 형성하는 제1형성단계; 상기 노즐의 토출면에 형성되는 매니스커스가 테일러콘을 형성하도록 상기 제1형성단계보다 더 큰 세기의 전기장을 형성하는 제2형성단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 나노물질이 기판 상에 인쇄됨과 동시에 자가 정렬되도록 할 수 있는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법이 제공된다.
또한, 혼합액에 폴리머를 혼합하여 점도를 증가시킴으로써 혼합액이 노즐로부터 라인젯의 형태로 토출되도록 할 수 있다.
또한, 공정의 단계별로 노즐의 토출면에서 혼합액의 테일러콘 형성 시에 1차적으로 나노와이어 또는 나노튜브가 정렬되도록 하고, 라인젯 형태로 토출됨과 동시에 나노와이어 또는 나노튜브의 정렬은 더욱 강화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 저장단계 및 공급단계 공정을 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 전기장 형성단계의 제1형성단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 전기장 형성단계의 제2형성단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 제어단계를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법에 의하여 토출되는 라인젯 내부에서 나노물질이 일정하게 정렬된 것을 촬영한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치(100)는 노즐(110)과 저장부(120)와 전기장 발생부(130)와 제어부(140)를 포함한다.
상기 노즐(110)은 후술하는 저장부(120)로부터 혼합액을 공급받고, 혼합액을 라인젯(line-jet) 형태로 기판에 토출하기 위한 것으로서, 라인젯 형태로 분사되는 혼합액의 내부에 포함되는 나노와이어 또는 나노튜브 등의 나노물질(n)은 라인젯(J)과 나란하게 정렬된 상태로 기판에 도달한다.
본 실시예에서 노즐(110)은 폭이 점점 좁아지는 실린더 형태로 마련되어 내부에는 공급되는 혼합액이 유동하기 위한 유동로가 형성되고, 혼합액이 전기장에 의하여 매니스커스 및 테일러콘(Taylor's cone)을 형성할 수 있도록 유동로의 종단부에는 토출면(111)이 마련된다.
상기 저장부(120)는 노즐(110) 내로 공급되는 혼합액을 임시적으로 저장하기 위한 것으로서, 노즐(110)의 유동로와 연통된다.
저장부(120)에 저장되어 노즐(110)의 유동로에 공급되는 혼합액은 정렬대상이 되는 나노와이어 또는 나노튜브을 포함하는 나노물질(n)과 액상의 용매 및 혼합액의 점도를 증가시키기 위하여 폴리머머가 혼합된다.
여기서, 용매는 전기적으로 리키 다이일렉트릭(leaky dielectric) 특성을 가지는 소재로 마련되는 것으로서, 이는 전기적 전도성이 10-10 s/m 과 10-1 s/m 사이인 것을 의미한다. 즉, 용매는 전도성이 매우 낮은 벤젠과 전도성이 높은 수은 사이 정도의 전도성 특성을 가지는 소재로 마련되며, 본 실시예에서 용매로는 물 또는 에탄올(ethanol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 중 어느 하나가 이용되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 혼합액의 점도를 증가시키기 위한 소재로서 천연 폴리머 또는 합성 폴리머가 혼합된다.
본 실시예에서 이용되는 천연 폴리머 소재로는 치토산(chitosan), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 엘라스틴(elastin), 히알루론산(hyaluronic acid), 셀룰로오스(cellulose), 실크 피브로인(silk fibroin), 인지질(phospholipids), 피브리노겐(fibrinogen)가 될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 이용되는 합성 폴리머 소재로는 PLGA(Poly(lactic-co-glycolic acid)), PLA(Poly(lactic acid)), PHBV(Poly(3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate), PDO(Polydioxanone), PGA(Polyglycolic acid), PLCL(Poly(e-caprolactone-co-lactide)), PCL(Poly(e-caprolactone)), PLLA(Poly-L-lactic acid), PEUU(Poly(ether Urethane Urea), 아세트산 셀룰로오스(Cellulose acetate), PEG(Polyethylene glycol), EVOH(Poly(Ethylene Vinyl Alcohol), PVA(Polyvinyl alcohol), PEO(Polyethylene glycol), PVP(Polyvinylpyrrolidone)가 이용될 수 있다.
즉, 본 실시예에 의하면, 노즐(110)로부터 토출되는 혼합액은 나노물질(n)이 분산되어 점도가 높은 동시에, 리키 다이일렉트릭(leaky dielectric)한 특성을 갖는다.
상기 전기장 발생부(130)는 노즐(110)로부터 라인젯(J)이 토출될 수 있도록 노즐(110)과 기판(10) 사이에 전기장을 형성하기 위한 것으로서, 제1전극(131)과 제2전극(132)과 고전압 인가부(133)를 포함한다.
상기 제1전극(131)은 노즐(110) 내부에 마련되며, 후술하는 고전압 인가부(133)로부터 인가되는 전압을 노즐(110)에 공급한다.
상기 제2전극(132)은 기판(10)의 노즐(110)과 대향되는 반대쪽 면에 마련되어, 전기적으로 접지된 상태를 유지하여 제1전극(131)과의 사이에서 전기장을 형성한다.
상기 고전압 인가부(133)는 제1전극(131)과 전기적으로 연결되어 제1전극(131)에 고전압을 인가한다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 제1전극(131)에 고전압이 인가되고 제2전극(132)은 전기적으로 절연되는 것으로 설명하였으나, 제1전극(131)과 제2전극(132) 사이에 전기장이 형성될 수 있는 구조라면 상술한 내용에 제한되는 것은 아니다.
상기 제어부(140)는 노즐(110)로부터 혼합액이 라인젯(J) 형태로 토출되도록 기판(10)과 노즐(110) 사이에 전기장을 형성하는 동시에, 토출되는 혼합액 내부에 포함되는 나노와이어 또는 나노튜브 등을 포함하는 나노물질(n)이 소정의 방향으로 정렬될 수 있도록 고전압 인가부(133)를 작동, 제어하기 위한 부재이다.
지금부터는 상술한 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치(100)를 이용한 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법(S100)에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법(S100)은 용매를 토출하는 동시에 기판(10) 상에 나노와이어 또는 나노튜브 등의 나노물질(n)을 정렬하는 방법으로서, 저장단계(S110)와 공급단계(S120)와 전기장 형성단계(S130)와 제어단계(S140)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 저장단계 및 공급단계 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 저장단계(S110)는 용매와 나노와이어 또는 나노튜브(n) 중 어느 하나가 혼합되는 혼합액을 저장부(120) 내에 저장하는 단계이다. 저장부(120) 내에 저장되는 상태의 혼합액에 포함되는 나노와이어 또는 나노튜브를 나노물질(n)은 특별한 지향점이 없이 무질서하게 배열된다.
상기 공급단계(S120)는 저장부(120)에 저장되는 혼합액을 노즐(110)의 유동로 내로 공급하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 전기장 형성단계의 제1형성단계를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 전기장 형성단계의 제2형성단계를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 전기장 형성단계(S130)는 제어부(140)가 전기장 발생부(130)를 작동시킴으로써 노즐(110)과 기판(10) 사이에 전기장이 발생되도록 하는 단계로서, 제1형성단계(S131)와 제2형성단계(S132)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1형성단계(S131)는 전기장을 형성하여 혼합액이 노즐(110)의 토출면(111) 상에 매니스커스(meniscus)(M)를 형성하도록 하는 단계이다. 본 단계에서 혼합액은 노즐(110)로부터 아직 토출되지 않고 토출면(111) 상에 외면이 소정의 곡률을 가지는 매니스커스(M)를 형성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2형성단계(S132)는 혼합액이 노즐(110)로부터 토출되기 직전의 단계로서, 노즐(110)의 토출면(111) 상에 형성되는 매니스커스(M)로부터 테일러콘(Taylor's cone)(T)이 형성되도록 전기장을 형성하는 단계이다. 즉, 본 단계에서 제어부(140)는 전기장 발생부(130)를 제어하여 제1전극(131)에 보다 높은 고전압을 인가함으로써, 꼭짓점(apex)을 갖는 테일러콘(T)이 형성되도록 한다.
이때, 전기장 발생부(130)에 의하여 형성되는 전기장에 의하여 노즐(110)의 토출면(111) 상에 형성되는 테일러콘(T)의 꼭짓점과 노즐(110)의 종단부 사이에는 전위차가 발생하며, 테일러콘(T)의 내부에 포함되는 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 나노물질(n)은 이러한 전위차에 의하여 테일러콘(T)의 외면과 나란한 방향을 따라 위치, 정렬된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법의 제어단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어단계(S140)는 테일러콘(T)을 형성하는 혼합액이 노즐(110)의 토출면으로부터 토출되도록 하는 단계이다. 본 단계에서는 제어부(140)가 전기장 발생부(130)를 제어하여 보다 높은 고전압을 제1전극(131)에 인가함으로써, 혼합액이 라인젯(J)의 형태로 토출되도록 한다.
다시 설명하면, 본 실시예에서 노즐(110)로부터 토출되는 혼합액은 폴리머가 혼합된 상태로 점도가 높으므로 일반적인 구형의 액적(droplet) 형태로 분사되는 것이 아니라, 연속적인 라인젯(J)의 형태로 토출되어 기판(10)에 착탄되며, 제어부(140)는 이러한 라인젯(J)이 토출되도록 전기장 발생부(130)를 제어한다.
한편, 노즐(110)로부터 토출되는 라인젯(J)의 내부에 포함되는 나노물질(n)은 라인젯(J)과 나란한 방향으로 정렬된 상태로 토출되어 기판(10)에 착탄된다. 따라서, 기판(10) 상에 용매와 함께 착탄되는 나노물질(n)은 인쇄되는 방향과 동일한 방향을 따라 나란하게 최종 정렬된다.
또한, 혼합액에서 일차원의 나노물질(n)의 농도를 조절하고 분사시에 이용되는 노즐의 크기를 조절하여 단일 나노물질(n)이 패터닝되도록 할 수도 있다. 이는 ZnO 나노와이어 등을 이용한 고정밀 트랜지스터 등의 제작에 활용될 수도 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법에 의하여 토출되는 라인젯 내부에서 나노물질이 일정하게 정렬된 것을 촬영한 것이다.
즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의하여 기판 상이 인쇄된 상태에서 혼합액에 포함되는 나노물질이 인쇄방향과 나란하게 정렬되는 것을 알 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치
110 : 노즐 120 : 저장부
130 : 전기장 발생부 140 : 제어부

Claims (9)

  1. 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 일차원 나노물질이 용매에 분산되는 혼합액을 저장하는 저장부;
    상기 저장부로부터 혼합액을 공급받아 기판 측으로 토출하는 노즐;
    상기 나노물질이 상기 용매 내에서 정렬된 상태에서 상기 혼합액이 라인젯의 형태로 연속적으로 토출되도록 상기 노즐과 상기 기판 사이에 전기장을 형성하는 전기장 발생부;
    상기 전기장 발생부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 라인젯이 형성되는 시작점과 상기 노즐의 종단부 사이에서 전위차가 발생하도록 상기 전기장 발생부를 제어하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합액은 점성을 증가시키기 위하여 천연 폴리머 또는 합성 폴리머를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 용매는 전기전도성이 10-10 s/m 보다 높고 10-1 s/m 보다 낮은 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 천연 폴리머는 치토산(chitosan), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 엘라스틴(elastin), 히알루론산(hyaluronic acid), 셀룰로오스(cellulose), 실크 피브로인(silk fibroin), 인지질(phospholipids), 피브리노겐(fibrinogen) 중 선택되는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 합성 폴리머는 PLGA(Poly(lactic-co-glycolic acid)), PLA(Poly(lactic acid)), PHBV(Poly(3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate), PDO(Polydioxanone), PGA(Polyglycolic acid), PLCL(Poly(e-caprolactone-co-lactide)), PCL(Poly(e-caprolactone)), PLLA(Poly-L-lactic acid), PEUU(Poly(ether Urethane Urea), 아세트산 셀룰로오스(Cellulose acetate), PEG(Polyethylene glycol), EVOH(Poly(Ethylene Vinyl Alcohol), PVA(Polyvinyl alcohol), PEO(Polyethylene glycol), PVP(Polyvinylpyrrolidone) 중 선택되는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치를 이용하는 방법으로서,
    용매에 나노와이어 또는 나노튜브를 포함하는 일차원 나노물질이 분산되는 혼합액을 저장부 내에 저장하는 저장단계;
    상기 저장부로부터 노즐 내부로 혼합액을 공급하는 공급단계;
    상기 제어부를 이용하여 상기 노즐의 단부에서 혼합액에 포함되는 상기 나노물질이 정렬되도록 상기 전기장 발생부를 작동시키는 전기장 형성단계;
    내부에 상기 나노물질이 정렬된 상태에서 상기 노즐로부터 라인젯이 토출되도록 상기 제어부를 이용하여 상기 전기장 발생부를 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전기장 형성단계는 상기 제어부를 이용하여 혼합액이 상기 노즐의 토출면에서 테일러콘(Taylor's cone)을 형성하고 나노물질이 상기 테일러콘의 외면과 나란하게 정렬되도록 상기 전기장 발생부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전기장 형성단계는 상기 노즐의 토출면 상에서 혼합액이 매니스커스(meniscus)를 형성하도록 전기장을 형성하는 제1형성단계; 상기 노즐의 토출면에 형성되는 매니스커스가 테일러콘을 형성하도록 상기 제1형성단계보다 더 큰 세기의 전기장을 형성하는 제2형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법.
KR1020120118867A 2012-10-25 2012-10-25 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법 KR101328096B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120118867A KR101328096B1 (ko) 2012-10-25 2012-10-25 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120118867A KR101328096B1 (ko) 2012-10-25 2012-10-25 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101328096B1 true KR101328096B1 (ko) 2013-11-13

Family

ID=49857438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120118867A KR101328096B1 (ko) 2012-10-25 2012-10-25 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101328096B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561994B1 (ko) * 2014-07-16 2015-10-20 한국생산기술연구원 전기수력학적 분사 노즐 모듈
WO2020059988A1 (ko) * 2018-09-21 2020-03-26 삼성디스플레이 주식회사 발광 표시 장치의 제조 장치 및 제조 방법
KR20210026281A (ko) 2019-08-29 2021-03-10 한양대학교 산학협력단 플라즈마처리를 이용한 산화물반도체 자가정렬 탑게이트구조 공정방법 및 소자

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969690B2 (en) 2003-03-21 2005-11-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and apparatus for patterned deposition of nanostructure-containing materials by self-assembly and related articles
KR100729719B1 (ko) 2005-09-02 2007-06-18 연세대학교 산학협력단 잉크젯 프린팅용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴 형성방법
US20100101983A1 (en) 2007-02-15 2010-04-29 Jason Edward Butler Flow sorting of nanomaterials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969690B2 (en) 2003-03-21 2005-11-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and apparatus for patterned deposition of nanostructure-containing materials by self-assembly and related articles
KR100729719B1 (ko) 2005-09-02 2007-06-18 연세대학교 산학협력단 잉크젯 프린팅용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴 형성방법
US20100101983A1 (en) 2007-02-15 2010-04-29 Jason Edward Butler Flow sorting of nanomaterials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561994B1 (ko) * 2014-07-16 2015-10-20 한국생산기술연구원 전기수력학적 분사 노즐 모듈
WO2020059988A1 (ko) * 2018-09-21 2020-03-26 삼성디스플레이 주식회사 발광 표시 장치의 제조 장치 및 제조 방법
KR20210026281A (ko) 2019-08-29 2021-03-10 한양대학교 산학협력단 플라즈마처리를 이용한 산화물반도체 자가정렬 탑게이트구조 공정방법 및 소자

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. High‐resolution 3D printing for electronics
US9211551B2 (en) Electrostatic spraying device and a method of electrostatic spraying
Seifert et al. Additive manufacturing technologies compared: morphology of deposits of silver ink using inkjet and aerosol jet printing
US9487002B2 (en) High resolution electrohydrodynamic jet printing for manufacturing systems
TWI318139B (en) Method of coating
KR101328096B1 (ko) 인쇄형 나노물질 자가정렬 장치 및 인쇄형 나노물질 자가정렬 방법
CN114506070B (zh) 感应电流体动力学喷射打印装置
Zhang et al. Electro-hydrodynamic direct-writing technology toward patterned ultra-thin fibers: Advances, materials and applications
Plog et al. Control of direct written ink droplets using electrowetting
Wang et al. Fabrication of micro/nano-structures by electrohydrodynamic jet technique
KR20130075009A (ko) 정전 분무 인쇄 장치
Cong et al. Electrohydrodynamic printing for demanding devices: A review of processing and applications
Umezu et al. Fundamental characteristics of bioprint on calcium alginate gel
CN102066113B (zh) 液滴喷射装置及应用纳米端部的液滴喷射装置
KR20190021043A (ko) 멀티 노즐을 가지는 잉크 분사 장치
JP2009024295A (ja) エレクトロデポジション装置、構造体の製造方法及びそれから製造される構造体
CN113370660B (zh) 包括感应辅助电极的感应电流体动力学喷射印刷装置
KR102146196B1 (ko) 유도 전기수력학 젯 프린팅 장치
KR102229578B1 (ko) 유도 전기수력학 젯 프린팅 장치
Qian et al. A novel microscale 3D printing based on electric-field-driven jet deposition
KR101590263B1 (ko) 전기 방사를 이용한 3차원 패턴 형성 장치 및 그 방법
KR101701675B1 (ko) 나노/마이크로 구조체 제조 장치 및 그 제조 방법
JP2009024293A (ja) エレクトロデポジション装置及び構造体の製造方法
KR101439402B1 (ko) 전기 방사를 이용한 3차원 나노 패턴 형성 장치 및 그 방법
KR101466370B1 (ko) 전기 방사를 이용한 3차원 나노 원형벽 형성 장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171025

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181106

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191105

Year of fee payment: 7