KR101716042B1 - 기능성 물질 코팅이 수반되는 in situ 나노소재 제조방법 및 이에 따라 제조된 나노소재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열 플라즈마를 이용하여 나노소재를 in situ로 제조하는 동시에, 기능성을 부여하는 유기물이나 전이금속 등으로 나노물질 표면을 코팅하여, 목적하는 기능성 나노소재를 생산하는 방법 및 이에 의해 제조된 기능성의 유기물-코팅된 나노소재에 관한 것이다.

Description

기능성 물질 코팅이 수반되는 in situ 나노소재 제조방법 및 이에 따라 제조된 나노소재{An in situ Method for Producing Nanomaterials as Coating with functional materials and the Nanomaterials produced thereby}

본 발명은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열 플라즈마를 이용하여 나노소재를 in situ로 제조하는 동시에, 기능성을 부여하는 유기물이나 전이금속 등으로 나노물질 표면을 코팅하여, 목적하는 기능성 나노소재를 생산하는 방법 및 이에 의해 제조된 기능성의 유기물-코팅된 나노소재에 관한 것이다.

첨단소재의 상당한 부분을 차지하는 나노소재는 세계 시장 규모가 2010년 17억 달러를 넘어섰으며 5년 동안 연평균 10.4%의 시장 성장률을 보였다(나노기술 세계 시장은 160억 달러). 그 중 북미 지역은 38%의 시장과 약 25%의 성장률, 유럽 지역은 37%의 시장과 약 22%의 성장률, 아시아 지역은 25%의 시장과 약 32%의 성장률을 보이고 있다. 아시아 지역의 시장은 빠르게 성장하여 세계 시장의 가장 큰 부분을 차지할 것으로 전망된다. 나노소재 시장은 2016년까지 연평균 23% 성장하여 58억 달러에 이를 것이며 보건 및 에너지저장 산업이 주도할 것으로 예상된다

소재의 물성은 성분(조성)에 따라 완전히 고정되는 것이 아니라 소재를 구성하는 조직의 크기에 따라 달라지는 크기 의존성을 갖는다. 나노소재는 기존 소재들이 갖고 있는 미크론 내지 서브미크론(미크론 이하) 크기의 구조보다 훨씬 작은 나노미터 크기 영역(1~100 나노미터)에서 물성의 크기의존성을 이용하는 소재라고 할 수 있다. 특이한 점은 소재의 조직이 서브미크론으로 작아질 때까지는 조직의 크기에 비례(혹은 반비례)하여 소재의 물성이 연속적으로 변하지만 나노미터 크기 영역으로 작아지면 연속성을 벗어나 급격한 변화를 나타내거나 완전히 새로운 성질을 나타낸다는 것이다. 나노소재는 나노미터 영역에서 불연속으로 변하는 물성 혹은 새롭게 나타나는 물성을 활용하는 소재라고 할 수 있다.

최근 전자, 정보통신 및 생명공학의 급속한 발전으로 인해 이러한 나노기술에 대한 관심이 높아지고 있으며, 나노분말은 입자 크기가 극미세화됨에 따라 일반분말에서는 발현되지 않았던 특이한 새로운 물성이 관찰됨으로써 전기, 전자 분야는 물론 고강도 기계부품, 촉매, 의약 및 생명공학 등의 각종 산업분야에 걸쳐 나노분말의 응용에 대한 기대가 한층 높아지고 있다.

특히, 전자기기의 소형화, 고기능화에 따라서 배선이나 전극형성에 사용되는 재료로서 금속 나노입자가 주목받게 되었다. 금속 입자는 그 입경이 100nm 정도가 되면 그 소결온도가 200℃ 이하로 낮아지고 비교적 저온에서도 금속입자끼리의 결합을 형성할 수 있어 기판 재료에 관계없이 저항이 낮은 배선 재료로 사용될 수 있다. 이러한 금속나노입자는 특히 플렉서블 기판에 응용될 수 있기 때문에 중요성이 부각되고 있다.

금속 나노입자를 만드는 방법에는 분무제조법, 졸젤법, 전기폭발법 등 여러 방법이 있는데, 금속 나노입자에 대해서는 제조공정이 어렵고, 제조시 형성되는 산화막에 의한 특성저하로 인하여 고품질의 분말을 얻기가 어려운 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 금속나노입자를 제조하는 경우, 원료를 증발시키거나 플라즈마를 이용하여 나노크기의 미세입자로 만든 후에 cold trap 이나 sieve, cyclone 등을 이용하여 입자를 포집하는데, 이 경우 입자는 공정중에 외부와 접촉되지 않더라도 포집과정에서 응집이 발생하며, 다른 용도로 이용하기 위해 운반되는 동안 공기와 접촉하여 표면이 산화되는 문제점이 있어왔다.

이에, 본 발명자들은 금속, 금속산화물, 세라믹 탄소 나노복합체 등을 포함하는 나노소재 제조에 있어서, 응집방지, 분산성 개선 및 표면 산화의 해결을 위한 방법을 찾기 위해 예의 노력하던 중, RF 열플라즈마를 이용하여 in situ로 유기물이나 전이금속 등을 코팅함으로써 나노소재 생산과 동시에 기능성 물질을 코팅할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

1.한국 공개특허 10-2011-0016287 2.한국 공개특허 10-2012-0130039 3.한국 등록특허 10-0906619 4.한국 공개특허 10-2006-0100626 5.한국 공개특허 10-2008-0011259 6.한국 공개특허 10-2011-0073863 7.한국 공개특허 10-2011-0104200

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본 발명의 목적은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 방법, 즉, 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재의 in situ 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재의 다양한 용도를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해,

본 발명은 일 구체예로서, 다음을 포함하는, 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재의 in situ 제조방법을 제공한다:

(a) 열 플라즈마에 의해 나노물질을 기화시키는 단계,

(b) 가스 주입에 의해 급냉각시키는 단계,

(c) 유기물 또는 전이금속의 코팅물질을 투입하여 기화 또는 활성화시키는 단계,

(d) 나노물질 표면에 유기물 또는 전이금속 코팅층이 형성되는 단계, 및

(e) 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재를 수득하는 단계.

특히, 상기 방법은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 것을 특징으로 한다.

이 때, (a)단계에서,

상기 나노물질은 상온에서 고체로 존재하는 금속 또는 금속 산화물; 자성 나노물질; 및 탄소계 물질로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 물질일 수 있고, 열 플라즈마 발생시 사용하는 가스는 아르곤 가스를 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 금속 또는 금속 산화물은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, Sb, Ta, W 및 이들의 조합으로부터 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 물질일 수 있고, 상기 자성 나노물질은 Sr-페라이트 또는 Ba-페라이트를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 Ni, Cu, Sn, 탄소계 물질 및 SrFe₁₂O₁₉ 를 사용하였다.

그리고, 상기 (a)단계에 의해 나노물질이 플라즈마를 통과하면서 핵 성장을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, (b)단계에서,

급냉각은 ??칭(quenching) 가스의 주입에 의해 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 아르곤 가스를 이용한다. 특히, 이러한 급냉각에 의해 나노물질의 크기가 10~150nm의 범위로 제어될 수 있다.

또한, 상기 유기물은 벤젠(benzene), 아닐린(aniline), 도파민(dopamine), 페놀(phenol), 벤질아민(benzylamine), 펜에틸아민(phenethylamine), 피로카테콜(pyrocatechol), 2-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 3-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 4-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 안트라센(anthracene), 나프탈렌(naphthalene), 2-나프톨(naphthol), 9-안트라세놀(anthracenol), 2-안트라세놀(anthracenol), 및 1-안트라세놀(anthracenol)로 구성된 군에서 선택되는 1이상의 화합물을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 벤젠(benzene), 아닐린(aniline), 또는 도파민(dopamine)을 사용한다. 본 발명의 일실시예에서는 아닐린을 이용하였다.

특히, (d)단계에서 상기 유기물 또는 전이금속 코팅층 두께는 10 ~ 50 nm으로 형성되며, 바람직하게는 20~40 nm로 형성된다.

본 발명의 바람직한 구체예로서, 상기 방법에 의해 제조된, 유기물 코팅된 나노소재로서, 유기물 또는 전이금속 코팅층 두께는 1 ~ 40 nm이고, 상기 나노소재는 Ni, Cu, Sn, 그래핀 및 SrFe₁₂O₁₉ 로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 물질이며, 유기물은 탄소, 아닐린 또는 도파민일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 나노소재 표면의 유기물이 아닐린 전구체가 폴리머화되어 (폴리)도파민으로 형성되었다.

이와 같이, 본 발명은 열 플라즈마를 이용하여 나노소재를 in situ로 제조하는 동시에, 기능성을 부여하는 유기물이나 전이금속 등으로 나노물질 표면을 코팅하여, 목적하는 기능성 나노소재를 생산함으로써, 나노소재의 표면을 기능화하여 그 특성을 높이고, 응집방지, 분산성 개선 및 표면 산화의 문제를 해결한 나노소재를 제공할 수 있고, 나아가 이를 다양한 용도로 유용하게 사용할 수 있을 것이다.

도 1는 본 발명의 나노소재의 in situ 제조방법에 사용될 수 있는 열플라즈마 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 나노소재의 in situ 제조방법에 있어서, 코팅 물질의 도입부를 결정할 수 있는 온도 프로파일 모식도이다.
도 3은 그래핀/니켈(Ni) 나노물질을 CH₄ 하 in-situ 코팅시켜 제조한 나노복합체에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 4는 그래핀/구리(Cu) 나노물질을 CH₄ 하 in-situ 코팅시켜 제조한 나노복합체에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 5는 그래핀/니켈(Ni)(10:1) 나노물질을 아닐린 in-situ 코팅시켜 제조한 나노복합체에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 6은 그래핀/구리(Cu)(10:1) 나노물질을 아닐린 in-situ 코팅시켜 제조한 나노복합체에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 7은 그래핀/주석(Sn)(10:1) 나노물질을 아닐린 in-situ 코팅시켜 제조한 나노복합체에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 8는 니켈(Ni) 나노물질을 아닐린 in-situ 코팅시켜 제조한 나노소재에 대한 SEM 및 TEM 이미지이다.
도 9는 아닐린(C₆H₅NH₂) 전구체를 이용하여 in-situ 코팅 공정 조건을 설정하기 위한 시뮬레이션 온도 프로파일에 대한 모식도이다.
도 10은 아닐린(C₆H₅NH₂) 투입량과 금속 투입량을 도출하기 위한 계산법의 모식도이다.
도 11은 적외선 분광광도계를 이용하여 측정한 값이다.
도 12 내지 도 14는 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 기반 나노소재에 대해 유기물의 코팅 여부를 확인하기 위한, AgNO₃ 침전 반응에 의한 은(Ag) 석출을 확인한 결과 및 FE-SEM 이미지다.
도 15는 SrFe₁₂O₁₉ 나노물질을 아닐린으로 코팅시켜 제조한 나노소재의 FE-SEM 사진이다.
도 16은 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 플라즈마 공법, 바람직하게는 열 플라즈마 공법을 이용하여 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 방법에 관한 것으로, 다른 관점에서는 기능성 물질(유기물, 전이금속 등)-코팅된 나노소재 제조방법으로 표현될 수도 있다.

본 발명에서 "나노소재" 또는 "나노복합체"는 나노미터 크기 영역(1~100 나노미터)에서 물성의 크기의존성을 이용하는 소재 또는 복합체를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 금속, 세라믹, 고분자 등의 다양한 분야를 모두 포함한다. 바람직하게는 금속, 금속산화물, 세라믹 등의 나노소재를 포함한다. 이러한 나노 소재의 응용은 분말(powder) 형태, 튜브(tube) 내지는 휘스커(whisker) 형태, 박막(thin film) 형태 그리고 벌크(bulk) 형태 등 다양한 형태로 가능하다.

그리고 "코팅" 또는 "표면 처리"는 코팅 재료인 유기물, 전이금속 등의 기능성물질이 나노소재의 표면 위에 적층되는 공정 또는 나노소재 표면이 기체상태 환경과 플라즈마 방전과 재결합되는 공정을 뜻한다.

열 플라즈마

다양한 화학적 성분과 결정구조를 갖는 소재를 기화상태에서 합성과 동시에 박막 성장 시키거나 코팅하는 방법은 크게 화학적 기상증착(Chemical Vapour Deposition), 물리적 기상증착(Physical Vapor Deposition)으로 구별할 수 있다. 이러한 기체 상태에서 박막 코팅하는 기술의 하나로써 플라즈마 스프레이(용사) 코팅(Plasma spray coating) 방법이 있다.

본 발명의 방법은 열 플라즈마 공정을 이용하는 것을 특징으로 한다.

열 플라즈마(Thermal plasma)는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자로 구성된 기체로 구성입자가 1,000~20,000℃와 100~2,000m/s를 갖는 고속의 제트 불꽃 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열 플라즈마의 특성을 이용하여, 재래식 기술에서는 만들 수 없는 다양하고 효율적인 고온 열원이나 물리화학 반응자(reactor)로 사용되어, 여러 산업분야에서 이용 되고 있다

열 플라즈마의 대표적인 발생법으로서는 직류 또는 교류 아크(Arc) 방전을 발생하는 플라즈마 장치와 고주파(Radio Frequency)자장에 의한 고주파 플라즈마가 주로 이용되고 있다.

아크방전을 이용한 극간의 직류 또는 교류 아크방전에 의해 기체를 플라즈마화 하는 방법은, 플라즈마를 노즐상의 전극으로부터 고속 고온의 제트로서 분사시키는 플라즈마 토치 형식이 다양하게 고안되어 실용화되어 있다.

본 발명에서 더욱 바람직하게는 고주파 플라즈마를 이용한다. 고주파 유도방전은 무전극형이고, 통상 바깥쪽에 코일을 감은 석영관 내에 방전부가 존재한다 코일에 . 고주파전류를 흘리면, 같은 주기로 변화하는 유도자계와 함께 유도전류가 방전부에 흘러 저항열이 발생해서 열 플라즈마 상태가 정상적으로 유지된다. 이러한 고주파 열 플라즈마는 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma)라고 하며, 고주파 유도 플라즈마를 발생시키는 석영관 토치의 원형은 1960년대 초기에 발표된 이후로 그 구조에는 기본적인 변화가 없으나 다양하게 개발되어 현재 정평이 있는 토치가 개발, 시판되고 있다.

본 발명의 방법은 이러한 공지의 고주파 플라즈마 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 열 플라즈마 장치는 고온 고열로 대상재료를 용융, 기화시켜 물리적 상변화를 유발하는 열원의 역할을 하거나 생성시킨 이온, 들뜬 원자 및 분자 등과 같은 라디칼에 의해 화학반응을 촉진하는 화학반응로로서 작용하는 경우가 많다

현재 열플라즈마 기술에 대한 관심사는 크게 소재공정과 폐기물처리의 두 갈래로 나뉘어 그 개발이 진행되고 있는데, 본 발명과 관련된 소재공정기술은 열플라즈마를 이용한 고기능성 표면개질, 신물질 창출, 신소재 생산 및 가공 등에 활용되는, 플라즈마 용사코팅, 플라즈마 합성, 열플라즈마 화학증착(TPCVD), 금속야금, 소재 고밀화, 물성분석, 절단용접 및 표면강화 등이 이에 속한다.

특히, 본 발명은 열플라즈마를 이용한 신물질 창출 및 창출된 나노 신소재의 표면을 이종의 물질(유기물, 전이금속)로 코팅시킨 신소재를 창출하는 기술을 제공한다.

일 관점에서, 본 발명은 열 플라즈마법을 이용하여 나노소재(나노복합체)를 생산하는 동시에 목적하는 기능성 물질을 코팅하는 것을 특징으로 하는, 기능성 물질이 코팅된 나노소재를 생산하는 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 방법은 in-situ로 수행된다.

본 발명의 in-situ 방법은 열 플라즈마를 이용하여 나노소재(나노복합체)를 생성하는 단계 도중, 예를 들어 금속 또는 금속산화물로 구성되는 나노소재의 제조가 이루어지는 상태에 기능성 물질, 예를 들어, 유기물 또는 전이금속 물질을 코팅 재료 물질로 첨가함으로써, 나노소재의 표면을 기능화하여 그 특성을 높이거나, 응집방지, 분산성 개선 및 표면 산화의 해결을 위한 기능성 나노소재를 생산하는 방법이다.

In-situ 방법은 나노소재 제조 후 별도로 유기물을 코팅하는 방법과 비교하여 다음과 같은 장점을 가진다.

(i) 나노소재 합성과 나노소재 코팅을 열플라즈마 장치에서 In-situ 로 동시에 진행하기 때문에 공정 제조비용이 낮고, 공정시간이 단축되며, 공정 단계를 단순화할 수 있다. 종래의, 별도로 코팅하는 공정은 나노소재 합성 장비, 나노소재 코팅 장비를 별도로 구축해야 하므로 공정 제조비용이 높고, 공정시간이 길며, 공정 단계가 매우 복잡한 단점이 있다.

(ii) 별도로 코팅되는 경우에 비하여 속도가 빠르고 친환경적, 경제적이다.

(iii) 열플라즈마 장치 안에서 나노소재 합성과 동시에 유기물 또는 전이금속 코팅이 이루어지므로 대기 중의 노출 없이 산화 방지막이 형성되고, 유기물, 전이금속 등의 코팅막의 형성으로 합성된 나노소재의 특수한 기능성이 부여된다.

(iv) 또한, 동시에 코팅된 표면은 빠른 시간 내에 나노소재의 합성 및 코팅이 일어나기 때문에 매우 균일하고 결함이 없다.

본 발명은 일 구체예로서 다음의 단계를 포함하는, 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재의 in situ 제조방법을 제공할 수 있다:

(a) 열플라즈마에 의해 나노물질을 기화시키는 단계,

(b) 가스 주입에 의해 급냉각시키는 단계,

(c) 유기물 또는 전이금속 코팅물질을 투입하여 기화 또는 활성화시키는 단계,

(d) 나노물질 표면에 유기물 또는 전이금속 코팅층이 형성되는 단계, 및

(e) 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재를 수득하는 단계.

특히, 상기 방법은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 것을 특징으로 한다.

이하에 상기 방법을 보다 더 구체적인 공정으로 예를 들면서 설명하고자 한다. 이 때, 도 16의 플라즈마 장치를 이용하는 구성을 예를 들어 설명이 부연될 수 있다:

①열플라즈마를 발생시키는 단계,

②나노소재 원료물질(나노물질) 주입단계,

③열플라즈마에 의해 나노소재 원료물질(나노물질)이 기화단계,

④플라즈마 통과 후, 핵성장을 하는 단계,

⑤일정크기로 제어하기 위한 급냉각 단계(대량가스 주입),

⑥일정크기의 나노소재로 확정되는 단계,

⑦원하는 코팅물질을 기화 또는 활성화 가능한 온도범위에서 투입하는 단계,

⑧원하는 코팅물질이 기화 또는 활성화되는 단계,

⑨나노소재 표면에 코팅이 되는 단계, 및

⑩코팅된 나노소재를 회수하는 단계,

우선, 열 플라즈마를 발생시킨다(①)

열 플라즈마 발생시, 사용하는 가스는 그 기능에 따라, 시스(sheath) 가스, 센트럴(Central) 가스, 캐리어(carrier) 가스 등으로 분류될 수 있는데, 이러한 가스에는, 아르곤과 같은 불활성 기체, 수소, 질소 또는 이들을 혼합한 기체가 사용될 수 있다. 바람직하게는 아르곤 가스를 사용한다.

시스 가스는 벽체의 내부 표면에 기화된 입자가 부착되는 것을 방지하고 또한 벽면을 초고온의 플라즈마로부터 보호하기 위해 주입되는 것으로서, 30 ~ 150 lpm(liters per minute)의 아르곤 가스를 사용할 수 있고, 센트럴 가스는 고온의 열플라즈마를 생성하기 위하여 주입되는 가스로써, 30 ~ 120 lpm의 아르곤 가스를 사용할 수 있으며, 캐리어 가스는 혼합 분말을 플라즈마 반응기 내부로 공급하는 역할의 가스로써, 3 ~ 20 lpm의 아르곤 가스를 사용할 수 있다.

도 16에서 가스 공급기(1)는 플라즈마 반응부 및 냉각부(7)에서의 플라즈마 방전 및 플라즈마 토치 전극부, 냉각부에 공급되는 아르곤 가스 이외의 수소, 산소 가스 등의 각종 보조 가스를 공급하며, 각각 센트럴 가스 공급라인(4b)과 시스 가스 공급라인(4c) 및 캐리어 가스 공급라인(4a)을 통하여 플라즈마 발생 전극부(6)와 플라즈마 반응부 및 냉각부(7)의 분사노즐을 통해 내부로 공급한다.

열 플라즈마 발생 장치에 목적하는 나노소재 원료물질인 나노물질을 주입한다(②)

상기 나노물질은 1-1000억 분의 1미터 범위인 물질로서, 본 발명에서는 상온에서 고체로 존재하는 금속 또는 금속 산화물; 및 탄소계, 세라믹계 물질 중 1종 이상의 물질인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 원소주기율표상의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 란타넘족, 악티늄족, 전이금속, 전이후금속, 준금속류 중의 어느 하나로부터 선택하여 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는, B, C, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, Sb, Ta, W 또는 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.

이러한 나노물질은 사용하고자 하는 원료의 양만큼의 정량원료공급장치를 이용하여 제공할 수 있다. 도 16에서 원료 공급기(3)는 정량분체 공급기로서, 나노 물질을 보조 가스와 함께 플라즈마 반응부 및 냉각부(7)에 공급한다. 이때 원료 공급기(3)는 일정한 속도의 회전과 진동을 가하여 나노물질이 원활하게 공급될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

바람직한 구체예로서, 하기와 같은 나노물질을 이용할 수 있다.

Si는 리튬이차전지 음극소재로써, 나노 Si 제조시 표면산화에 의한 용량감소를 최소화하여 이론용량인 4,200 mA/을 최대한 구현할 수 있는데, 표면 코팅을 통하여 나노소재 개별입자가 코팅되어 분산이 최대화됨으로써, 리튬 이차전지 음극소재 제조시 나노 실리콘이 한곳에 뭉쳐서 발생하는 충·방전시의 팽창에 의한 배터리의 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 전기전자 전극용 전도성 잉크 재료인 나노 Cu, Sn, Ag 등의 표면 산화억제를 통해 전기전도도 향상 및 분산성 개선을 가져올 수 있는데. 이 때, 전도성 잉크에 사용되는 분산 용매와 동일한 성분으로 코팅하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 나노소재 제조에 자성 나노소재용 물질을 이용할 수도 있다.

내부에 산화철 나노입자가 분산되어 있는 자성 고분자 입자는, 예를 들어, Sr-페라이트, Ba-페라이트 등의 페라이트 나노소재(SrFe₁₂O₁₉, BaFexOx 등)를 포함한다.

상기 자성 고분자 입자는 다양한 방법으로 제조될 수 있는데 가장 간단한 방법은 초상자성을 갖는 산화철 나노입자를 고분자로 캡슐화 하는것이다. Ferrofluid와 같이 안정화된 산화철 나노입자의 존재 하에 단량체를 유화중합시키면 산화철 나노입자가 캡슐화된 자성 고분자 입자를 얻을 수 있다. 나노 크기의 ferrite 제조법에는 hydrothermal, glicinenitrate, citric acid, sol-gel법 등을 이용할 수 있고, 이는 공지 기술을 참조할 수 있다[M. Serkol, Y. Koseoglu, A. Batkal, H. Kavas, and A. C. Basa- ran, J. Magn. Magn. Mater. 321, 157 (2009); S. Hajarpour, A. H. Raouf, and Kh. Gheisari, J. Magn. Magn. Mater. 363, 21 (2014); A. Thakur, R. R. Singh, and P. R. Barman, J. Magn. Magn. Mater. 326, 35 (2013); H. Anwar and A. Masqsood, J. Magn. Magn. Mater. 333, 46(2013)].

상기 나노 자성물질(Sr-페라이트, Ba-페라이트)은 아닐린, 도파민 등의 유기물 코팅에 의해 분산성 개선 및 배향 특성이 향상될 수 있다. 자석을 만드는 과정 중 소성과정에서 자성소재의 접합면에서 핵성장에 의한 grain boundary 에서의 역자구가 쉽게 생성되어 보자력이 이론값의 20%정도로 낮아지는데, 표면에 이러한 유기물을 도핑함으로써 이를 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 자성체의 포화 자화의 개선을 위해 포화 자화값이 큰 다른 종류의 페라이트나, Co, Ni, Mn, Ti 등의 금속을 코팅한 Core-Shell 구조의 다종 금속 헥사페라이트 나노입자 또는 질소가 도핑된 금속 헥사페라이트 나노입자를 제조하여 자성의 특성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 본 발명의 나노소재는, 탄소계 물질(예를 들어 그래핀(graphene), 흑연(griphite) 등)을 이용할 수 있다. 또한, 상기 탄소계 물질에 나노금속이 결정화되어 있는 구조의 나노금속-그래핀 융합체 형태도 이용할 수도 있다. 이러한 나노금속-그래핀 융합체에 관한 구체적인 내용은한국특허 10-1330227를 참조할 수 있다.

다음으로, 열 플라즈마를 이용하여 상기 주입된 나노물질을 기화시킨다(③).

상기 열플라즈마(thermal plasma)는 직류 아크나 고주파 유도결합 방전을 이용하는 플라즈마 토치에서 발생시킨 전자, 이온, 원자와 분자로 구성된 이온화 기체로, 수천에서 수만 K에 이르는 초고온과 높은 활성을 가진 고속 제트이다.

따라서 고온의 플라즈마를 원활히 발생시키기 위하여, 상기 플라즈마 장치의 전원공급장치로 10 내지 70 kW의 전력을 공급하며 전기에너지에 의해 아크가 형성되고 열플라즈마 발생기체로 사용된 아르곤 가스에 의하여 약 10,000K의 초고온 플라즈마가 생성된다.

상기와 같이 10 내지 70 kW의 전력을 유지한 상태로 아르곤 가스를 발생가스로 하여 발생된 초고온의 열플라즈마는 열처리방식이나 연소방식에 의해 발생된 열플라즈마보다 높은 온도에서 발생되는 효과가 있다

이러한 초고온의 열플라즈마에 의해 기화된 원료는 플라즈마 영역을 지나면서 각 물질의 고유 핵 형성 온도 범위에서 핵을 형성하게 되고 형성된 핵을 시드로 입자가 성장하여 나노소재로 결정화된다(④).

플라즈마 고온영역에 투입되는 유기물, 전이금속 등의 코팅 물질은 순식간에 기화 상태가 되고, 흐름(flow)을 가지고 움직이는 나노소재 표면에 흡착되어 코팅이 이루어지게 되는데, 이 때, 코어-쉘 구조를 형성하게 된다.

그리고, 급냉각시킴으로써 성장하는 나노물질에 대한 크기를 제어한다(⑤ 및 ⑥).

목적하는 크기의 나노소재가 형성되면, ??칭 가스에 의해 응축 또는 급냉시킴으로써 나노소재의 성장을 억제시키고, 10~150nm의 범위로 일정 크기의 나노소재로 확정한다.

즉, 일정 크기로 성장한 나노소재는 진공 펌프(70)나 컴프레서에 의해 이송되고, 플라즈마 반응부 및 냉각부(7)와 연결되어 있는 사이클론부(30)를 지나면서 온도가 하강되고, 냉각가스(??칭 가스)로는 2 내지 4개의 다른 위치(높이)의 그라파이트 노즐을 통해 각각 0 ~ 200 lpm 의 아르곤 가스가 주입될 수 있다.

그리고, 상기 나노소재의 표면을 기능화하기 위한 코팅물질 투입하여 기화 또는 활성화시킨다(⑦ 및 ⑧)

이 때, 사용될 수 있는 코팅물질은 목적하는 기능에 따라 당업자가 적절하게 선택할 수 있음을 자명하고, 바람직하게는 전이금속(Co, Ni, Mn, Ti 등), 유기물 (ammonia, dopamine, aniline, benzene 등) 등을 이용할 수 있다. 이 때, 선택된 코팅물질이 기화 또는 활성화 가능한 온도 범위에서 투입된다. 즉, 열 플라즈마 전체 시스템의 온도 프로파일을 확인하여 코팅물질의 도입부를 결정할 수 있다(도 2)

바람직한 예로서, 벤젠(benzene), 아닐린(aniline), 도파민(dopamine), 페놀(phenol), 벤질아민(benzylamine), 펜에틸아민(phenethylamine), 피로카테콜(pyrocatechol), 2-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 3-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 4-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 안트라센(anthracene), 나프탈렌(naphthalene), 2-나프톨(naphthol), 9-안트라세놀(anthracenol), 2-안트라세놀(anthracenol), 및 1-안트라세놀(anthracenol)로 구성된 군에서 선택되는 1이상의 화합물을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 사용한 "아닐린(aniline)"은 C₆H₅NH₂로, 녹는점이 -6.3 ℃인 상온에서 액상상태를 유지하여 기상상태로 공급이 용이한 장점이 있다.

[아닐린]

아닐린은 상업적으로 니트로벤젠을 촉매하에서 수소화반응시키거나 클로로벤젠과 암모니아를 반응시켜서, 또는 산 수용액에서 철을 촉매로 하여 니트로벤젠을 환원하여 얻을 수 있다. 1차 방향족 아민인 아닐린은 약염기이며, 무기산과 반응하여 염을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 아닐린 전구체를 출발 물질로 사용하였다.

또한, 도파민(dopamine)을 코팅물질로 사용할 수 있다.

[도파민]

상기 도파민은 카테콜과 아민 작용기를 가지는 분자량 153(Da)의 단분자 물질인데(C₈H₁₁NO₂)이다.

이 외에도 상기 설명한 다른 카테콜아민 전구체 물질들을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 벤젠링에 하이드록실 작용기(-OH)가 붙어있는 피로카테콜(pyrocatechol), 벤젠링에 각각 1개와 2개의 메틸렌 브릿지(methylene bridge)와 1개의 아민기가 붙어있는 벤질아민(benzylamine), 펜에틸아민(phenethylamine), 2개의 하이드록실 작용기가 승화성이 있는 나프탈렌에 붙어있는 구조인 2,3-디하이드록시나프탈렌(dihydroxynaphthalene), 나프탈렌에 아민작용기가 붙어있는 1-나프틸메틸아민(naphthylmethylamine)과 같은 코팅물질을 사용할 수도 있다. 또한, 벤젠, 사이클로헥산과 기본유닛에 플라즈마 화학을 조절하여 각각 수산화(hydroxylation)반응이나 아민화(amination) 반응 등을 유도하여 코팅막을 합성할 수 있다.

또한, 전이금속 중 저융점 금속(Sn, Ag, Al 등)을 코팅시킴으로써 특수 기능성을 부여할 수도 있다.

이러한 코팅물질의 기화 또는 활성화에 의해 앞서 설명한 나노소재의 표면에 코팅층을 형성시킬 수 있다. 즉, 유기물(필요에 따라 저융점의 금속류)을 나노소재에 코팅시킴으로써 본 발명의 나노소재를 제조한다.

특히, 본 발명의 방법은 in situ로 나노소재를 제조하면서 동시에 표면을 기능성 물질로 코팅하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 본 발명의 바람직한 일 구체예로서, 2MHz 의 고주파 RF(Radio Frequench), 20kW ~ 60kW 파워 조건의, 100 ~ 500 Torr 압력하여서 1/100 sec ~ 1/1,000 sec 동안 나노소재화 및 코팅 공정반응을 수행한다.

상기 유기물 코팅층 두께는 나노소재의 종류에 따라 당업자가 적절하게 조절할 수 있음은 자명하지만, 약 1 ~ 50 nm 또는 약 1 ~ 40 nm, 또는 약 1 ~ 30 nm 두께로 코팅한다. 본 발명의 일 실시예에서는 나노소재의 표면에 약 1 ~ 30 nm로 코팅하였다.

이상 설명한 바와 같은 공정에 의해 나노소재 표면에 목적하는 유기물 또는 전이금속의 기능성 물질이 코팅되고(⑨), 마지막으로 이렇게 기능성 물질-코팅된 나노소재를 회수한다(⑩)

도 6의 콜렉터(50)에서는 그 내부에 설치된 스테인레스 재질의 금속필터(55)에 생성된 나노소재가 흡착되고, 플라즈마 과정에서 생성된 각종 불산물 가스들은 진공 펌프(70)를 통해 외부 관을 통해 최종 배출된다. 이때 배출되는 가스는 정제하여, 부스터를 이용하여 가스탱크에 가압저장되어 재사용될 수 있다. 일정량의 나노소재가 콜렉터(50) 내부의 필터(55)에 흡착되면 필터 내부에서 블로우 백(blow back) 가스를 이용하여 나노소재를 탈착시켜 콜렉터(50)의 하단에 마련된 나노소재 수거부(60)로 회수한다. 이때, 나노소재는 공기와의 접촉에 의한 반응을 피하기 위하여 글로브 박스 내에서 회수할 수 있다.

수득한, 기능성 물질로 코팅된 나노소재는, 당업자가 목적에 따라 크기를 조절할 수 있지만 10~500 nm, 20~500nm, 30~500nm, 40~500nm, 또는 50~500 nm일 수 있다.

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 설명한 본 발명의 방법에 의해 수득한 유기물 또는 전이금속의 기능성 물질이 코팅된 나노소재의 다양한 용도를 포함한다.

골프클럽에서 가전의 대표격인 디스플레이에 이르기까지 나노소재를 적용하는 제품시장은 매우 다양하다. 현재 전자제품, 자동차, 가정/건물세정 분야의 시장의 성장이 가장 두드러지고 있으며, 식료품과 개인미용용품 분야의 시장이 점차 확대될 것으로 전망되고 있다. 가전제품이나 생필품 분야에서 새로운 기능에 대한 수요증대로 인해 일반소비재에 적용되는 나노소재 시장은 2010년 17억불 규모에서 2015년까지 53억불 규모로 성장할 것으로 기대되고 있다

다양한 전자 및 마이크로전자 응용분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 인쇄가능 디스플레이, RFID, 광전지, 컴퓨터 메모리 등 기타 인쇄법에 의해 제조될 수 있는 전자부품; 디스플레이, LED 등의 조명기기, 컴퓨터 부품 등의 전자기기의 수명연장을 위한 방열소재; 차세대 전자소자, 태양전지, 연료전지 등 전기화학 장치를 포함하는 다양한 분야에서 사용이 기대된다. 상기 "전기화학 장치"는 에너지 저장 장치, 에너지 변환 장치, 센서 및 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하거나, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 그 밖의 다른 장치를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "에너지 저장 장치"는 배터리 및 수퍼 커패시터(Super capacitor)를 포함한다.

고분자 소재를 도입한 초고용량 커패시터와 유기 태양전지는 고분자 재료 특유의 유연성과 구조 제어 용이성을 바탕으로 청정 에너지 저장 및 변환 매체로서 활용 가치가 우수하며, 유기 발광 소자는 향후 구부리고 접고 늘릴 수 있는 단계로의 진전을 통해 새로운 유형의 디스플레이 및 조명산업 외에도 의류, 건물 등에 이르기까지 폭넓게 적용될 것으로 예상된다

이처럼, 본 발명은 우수한 특성을 가지는 유기물 또는 전이금속의 기능성 물질이 코팅된 나노소재는 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: CH ₄ In - situ 코팅에 따른 그래핀 나노복합체

1-1. 제조

탄소계 소재 그래핀; 및 니켈(Ni)과 구리(Cu)을 원료 분말로, 메탄(CH₄) 가스를 코팅 물질로 준비하고, 본 발명에 따른 제조공정이 처리되기 위한 고주파 열플라즈마 장치에는 센트럴 가스와 시스 가스로서 각각 30 lpm 및 50 lpm의 아르곤 가스를 주입하고, ??칭 가스는 주입하지 않고 실험을 실시하였다.

이 때, 제조 공정 조건은 다음과 같이 설계하였다:

- RF 열플라즈마 파워 30kW,

- 플라즈마 가스(Ar central gas 30 lpm, sheath gas 50 lpm)

- 공정압력 350 Torr

1-2. SEM 및 TEM 이미지 측정

도 3 및 도 4는 각각 상기 실시예 1-1에 의해 제조된 나노 복합체의 SEM 및 TEM 이미지 측정 결과를 도시한 것이다.

SEM 및 TEM 이미지 측정 결과, 니켈 및 주석의 표면에 카본(carbon)이 잘 코팅되어 있음을 알 수 있었으며, 코팅층의 두께가 1~5 nm을 형성하고 있음을 확인하였다.

실시예 2: 아닐린 In - situ 코팅에 따른 그래핀 나노복합체 제조

2-1. 제조

탄소계 소재 그래핀(graphene); 및 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn)을 원료 분말로, 아닐린을 유기물 코팅 물질로 준비하고, 본 발명에 따른 제조공정이 처리되기 위한 고주파 열플라즈마 장치에는 센트럴 가스와 시스 가스로서 각각 30 lpm 및 50 lpm의 아르곤 가스를 주입하고, ??칭 가스는 주입하지 않고 실험을 실시하였다.

이 때, 제조 공정 조건은 다음과 같이 설계하였다:

- RF 열플라즈마 파워 30kW,

- 플라즈마 가스(Ar central gas 30 lpm, sheath gas 50 lpm)

- 공정압력 350 Torr

2-2. SEM 및 TEM 이미지 측정

도 5 내지 도 7은 각각 상기 실시예 2-1에 의해 나노 복합체의 SEM 및 TEM 이미지 측정 결과를 도시한 것이다.

SEM 및 TEM 이미지 측정 결과, 니켈 및 주석의 표면에 아닐린(유기물)이 잘 코팅되어 있음을 알 수 있었으며, 코팅층의 두께가 약 1~5 nm을 형성하고 있음을 확인하였다.

실시예 3: 아닐린-코팅된 나노소재 제조

3-1. 제조

나노물질로서 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn)을 원료 분말로, 아닐린을 유기물 코팅 물질로 준비하였다.

본 발명에 따른 제조공정이 처리되기 위한 고주파 열플라즈마 방법을 사용하기 위해 반응기 내 온도분포에 대해 시뮬레이션을 해보고 실험적으로 확인하였다(도 8). 시뮬레이션 결과 30kW 융합체 공정시 반응기 하단 온도가 500℃ 이상임을 확인하고, 100% 기화 조건을 찾아 액상 아닐린 전구체 투입 위치를 확인하였다.

그리고, 금속 1g 당 아닐린 전구체 0.25 내지 0.31g의 중량비로 투입하였다. 각 금속에 대한 구체적인 투입 중량 비율은 도 9에 도시하였다.

센트럴 가스와 시스 가스로서 각각 30 lpm 및 50 lpm의 아르곤 가스를 주입하고, ??칭 가스는 주입하지 않고 실험을 실시하였다.

이 때, 제조 공정 조건은 다음과 같이 설계하였다:

- RF 열플라즈마 파워 30kW,

- 플라즈마 가스(Ar central gas 30 lpm, sheath gas 50 lpm)

- 공정압력 350 Torr

3-2. SEM 및 TEM 이미지 측정

도 10은 각각 상기 실시예 3-1에 의해 제조된 아닐린-코팅된 니켈(Ni) 나노소재의 SEM 및 TEM 이미지 측정 결과를 도시한 것이다.

SEM 및 TEM 이미지 측정 결과, 니켈의 표면에 아닐린이 잘 코팅되어 있음을 알 수 있었다.

3-3. FT - IR

적외선 분광광도계를 이용하여 측정한 값을 도 11에 도시하였다.

실시예 4 : AgNO ₃ 침전 반응

아닐린 in-situ 코팅법에 의해 제조된 나노복합체 및 나노소재에서 표면에 아닐린 전구체의 폴리머화(폴리도파민 형성)가 잘 이루어졌는지 확인하기 위해 AgNO₃ 침전 반응에 의해 은(Ag) 석출을 확인하였다.

그 결과를 도 12 내지 도 14에 나타내었다.

즉 유기물(폴리도파민)의 산화/환원력을 이용하여 AgNO₃ 환원 반응을 통해서, Ag가 석출됨을 확인함으로써 유기물(폴리도파민)의 코팅이 잘 형성되어 있음을 알 수 있었다.

실시예 5: 아닐린-코팅된 SrFe ₁₂ O ₁₉ 나노소재

5-1. 제조

상기 실시예 2-1과 유사한 방법으로 아닐린-코팅된 SrFe₁₂O₁₉ 나노소재를 제조하였다.

이 때, 제조 공정 조건은 다음과 같이 설계하였다:

- RF 열플라즈마 파워 60kW,

- 플라즈마 가스(Ar central gas 30 lpm, sheath gas 120 lpm)

- ??칭가스 (Ar 150 lpm)

- 공정압력은 500 Torr

5-2. FE - SEM 이미지 측정

도 15는 상기 실시예 5-1에 의해 제조된 아닐린-코팅된 SrFe₁₂O₁₉ 나노소재의 FE-SEM 이미지 측정 결과를 도시한 것이다.

FE-SEM 이미지 측정 결과, 자성 소재 SrFe₁₂O₁₉ 의 표면에 아닐린이 잘 코팅되어 있음을 알 수 있었으며, 코팅층의 두께가 30.6nm를 형성하고 있음을 확인하였다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

"약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.

본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 원소, 또는 단계 또는 원소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.

1 : 가스 공급기 3 : 원료 공급기
4a : 캐리어 가스 공급라인 4b : 센트럴 가스 공급라인
4c: 시스 가스 공급라인 4d : ??칭가스 공급라인
5 : 플라즈마 전원 공급부 6 : 플라즈마 발생 전극부
7 : 플라즈마 반응부 및 냉각부
30 : 사이클론부 31 : 이송배관
50 : 콜렉터 55 : 필터
60 : 수거부 70 : 진공펌프
71 : 열교환기

Claims (14)

1. 다음을 포함하는, 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재의 in situ 제조방법으로서:
   (a) 열플라즈마에 의해 나노물질을 기화시켜 나노물질의 핵을 성장시키는 단계,
   (b) 급냉각에 의해 나노물질의 크기가 10~150nm의 범위가 되도록 제어하여 나노입자를 생성하는 단계,
   (c) 상기 나노입자 생성 후, 유기물 또는 전이금속의 코팅물질을 액상 또는 기상으로 투입하여 기화 또는 활성화시키는 단계,
   (d) 나노물질 표면에 1 ~ 50 nm의 두께로 유기물 또는 전이금속 코팅층이 형성되는 단계, 및
   (e) 필터링을 통해 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재를 수득하는 단계.
   
2. 제1항에 있어서, (a)단계에서,
   상기 나노물질은 상온에서 고체로 존재하는 금속 또는 금속 산화물; 자성 나노물질; 및 탄소계 물질로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 금속 또는 금속 산화물은 Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, Sb, Ta, W, 및 이의 조합으로부터 구성되는 군 및 이들의 산화물로부터 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 자성 나노물질은 Sr-페라이트 또는 Ba-페라이트인 것을 특징으로 하는 방법.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 탄소계 물질은 그래핀 또는 그라파이트인 것을 특징으로 하는 방법.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 유기물은 벤젠(benzene), 아닐린(aniline), 도파민(dopamine), 페놀(phenol), 벤질아민(benzylamine), 펜에틸아민(phenethylamine), 피로카테콜(pyrocatechol), 2-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 3-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 4-하이드록시피리딘(hydroxypyridine), 안트라센(anthracene), 나프탈렌(naphthalene), 2-나프톨(naphthol), 9-안트라세놀(anthracenol), 2-안트라세놀(anthracenol), 및 1-안트라세놀(anthracenol)로 구성된 군에서 선택되는 1이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 유기물은 벤젠(benzene), 아닐린(aniline), 또는 도파민(dopamine)인 것을 특징으로 하는 방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 유기물은 아닐린(aniline)인 것을 특징으로 하는 방법.
    
13. 삭제
14. 제1항의 방법에 의해 제조된, 유기물 또는 전이금속 코팅된 나노소재로서,
    유기물 또는 전이금속 코팅층 두께는 1 ~ 40 nm이고,
    상기 나노소재는 Ni, Cu, Sn, 그래핀 및 SrFe₁₂O₁₉ 로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 물질이며, 유기물은 탄소, 아닐린 또는 도파민인 것을 특징으로 하는 나노소재.

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