KR101840948B1 - Nanocomposite, composition for coating comprising the same, apparatus for manufacturing nanocomposite, and method for manufacturing the same - Google Patents

Nanocomposite, composition for coating comprising the same, apparatus for manufacturing nanocomposite, and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a nanocomposite, a coating composition comprising the same, and an apparatus and a method for manufacturing the nanocomposite. The nanocomposite of the present invention has excellent biocompatibility, antimicrobial properties and dispersibility. When coating a surface of various articles such as a medical instrument, an electronic device such as a touch panel, or automobile interior equipment by using the coating composition comprising the nanocomposite, a coating layer having excellent transparency is formed and excellent antimicrobial properties can be imparted. Moreover, according to the apparatus and method for manufacturing the nanocomposite of the present invention, the nanocomposite can be continuously manufactured through a simple and environmentally friendly process.

Description

나노 복합체, 이를 포함하는 코팅용 조성물, 나노 복합체의 제조 장치 및 방법{NANOCOMPOSITE, COMPOSITION FOR COATING COMPRISING THE SAME, APPARATUS FOR MANUFACTURING NANOCOMPOSITE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nanocomposite, a nanocomposite, a coating composition containing the nanocomposite, a nanocomposite, a coating composition containing the nanocomposite, and an apparatus and a method for manufacturing the nanocomposite.

본 출원은 나노 복합체, 이를 포함하는 코팅용 조성물, 나노 복합체의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanocomposite, a coating composition containing the same, and an apparatus and a method for producing the nanocomposite.

표면의 세균오염(Bacterial Contamination)은 인간의 건강을 해치거나, 다양한 의료 장치 및 시스템을 손상을 야기한다. 기존에는 세균의 성장을 억제하기 위하여, 은, 구리, 4차 암모늄 이온 등의 항균 시약을 사용해왔다. 또한, 최근에는 항균 장비에 대한 사용이 증가됨에 따라, 금속 나노입자들을 포함하는 나노 복합체에 대한 연구가 시도되고 있다. 또한, 항균성 및 특유의 광학 특성을 가질 수 있어, 치료 또는 진단용 시약을 운반하는 바이오 소재로 적합한 나노 복합체에 대한 연구가 진행되고 있다.Bacterial contamination on the surface can harm human health or damage various medical devices and systems. Previously, antibacterial agents such as silver, copper, and quaternary ammonium ions have been used to inhibit bacterial growth. Also, recently, as the use of antibacterial equipment has increased, research on nanocomposites including metal nanoparticles has been attempted. In addition, research on nanocomposites suitable for biomaterials carrying antibacterial and specific optical properties and carrying therapeutic or diagnostic reagents is underway.

특히, 이방성을 가지는 나노 복합체의 경우, 넓은 표면적으로 인해 세균과 금속의 접촉면이 증가되고, 동시에 항균 성분 배출능도 우수하기 때문에 이를 제조하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.Particularly, in the case of anisotropic nanocomposite, the contact surface of bacteria and metal is increased due to its large surface area, and at the same time, the ability to emit antibacterial components is also excellent.

기존의 이방성 나노 복합체 제조 방법으로는 템플릿(Template) 또는 시드(Seed)를 매개로 하는 화학적 제조 방법이 잘 알려져 있다. 상기 방법은 금속 표면상에 상이한 금속을 성장시키기 위하여 극미세 금속 입자를 템플릿(Template) 또는 시드(Seed)로 사용해왔다. 상기 극미세 금속 입자는 특유의 결정 배향을 가지면서 연속적으로 성장되어 다양한 계층 구조의 형태로 유도될 수 있다. 또한, 습식 화학 제조 방법으로는 템플릿과 계면활성제에 고온, 초음파, 전위차를 이용하는 방법이 이전에 보고되어 있다.As an existing method of producing an anisotropic nanocomposite, a chemical manufacturing method through a template or a seed is well known. The method has used very fine metal particles as a template or seed to grow different metals on a metal surface. The ultra fine metal particles can be continuously grown with a specific crystal orientation and can be induced in various hierarchical forms. Also, as a wet chemical production method, a method of using a high temperature, an ultrasonic wave, and a potential difference for a template and a surfactant has been reported previously.

일반적으로, 금속 입자를 포함하는 나노 복합체는 표면 코팅 또는 변형에 적용되는 바이오 고분자로 이용하기 위해서는, 별도의 부작용 없이 안정적이거나 지속적으로 세균 성장을 억제할 수 있는 항균성이 요구된다. 그러나, 대부분의 금속 입자는 고분자 성분과 상용성이 좋지 못하여, 금속 입자와 고분자 성분을 결합하는데 어려움이 있고, 이에 따라, 바이오 고분자로 상기 나노 복합체를 사용하는데 제한이 되고 있다.In general, nanocomposites containing metal particles are required to have antimicrobial properties that can stably or continuously inhibit bacterial growth without any side effects in order to be used as a biopolymer for surface coating or deformation. However, most of the metal particles have poor compatibility with the polymer component, which makes it difficult to combine the metal particles with the polymer component. Accordingly, the use of the nanocomposite as the biopolymer is limited.

대부분의 이방성 나노 복합체는 우수한 현탁 안정성(Suspension Stability) 및 수율을 확보하기 위하여, 템플릿과 계면활성제가 존재하는 습식 화학 산화-환원 제조 배치에서 제조된다. 상기 배치 내에서 나노 복합체가 형성되기 위해서는 환원제에 의해 금속 이온이 금속 원자로 환원되어야 한다. 그러나, 이러한 방법은 반응 및 분리 공정이 복잡할 뿐 아니라, 바이오 분야에 적용하는데 제한될 수 있다.  Most anisotropic nanocomposites are prepared in wet chemical oxidation-reduction manufacturing batches in which templates and surfactants are present to ensure good suspension stability and yield. In order for the nanocomposite to form within the batch, metal ions must be reduced to metal atoms by a reducing agent. However, this method is not only complicated in the reaction and separation process, but can also be limited to the application in the biotechnology field.

비록, 상기와 같이 습식 화학적 단계들이 다양한 바이오 장비에 적용하는데 다소 제한이 있지만, 다른 화학 공정에 비하여 선택성 및 안정성 측면에서 이점이 존재한다. 따라서, 습식 화학적 단계를 통한 나노 복합체 제조에 있어서, 연속성, 생산성, 환경 친화성 및 다용도 등의 다른 측면에서 여전히 해결되어야 하는 과제가 존재한다.Although the wet chemical steps as described above are somewhat limited in application to various bio-equipment, there are advantages in terms of selectivity and stability over other chemical processes. Thus, there remains a need in the manufacture of nanocomposites through wet chemical steps that still needs to be addressed in other aspects such as continuity, productivity, environmental friendliness and versatility.

본 출원은 우수한 항균성 및 분산성을 가지는 나노 복합체를 제공하고, 우수한 항균성 및 투명도를 가지는 코팅용 조성물을 제공하며, 또한, 본 출원은 간단하고 친환경적이며 연속적으로 상기 나노 복합체를 제조할 수 있는 제조장치 및 제조방법을 제공한다.The present application provides a nanocomposite having excellent antimicrobial and dispersing properties, a coating composition having excellent antibacterial properties and transparency, and the present application also relates to a manufacturing apparatus capable of producing the nanocomposite in a simple, environmentally friendly, And a process for producing the same.

본 출원은 나노 복합체에 관한 것이다. 예시적인 본 출원의 나노 복합체는 제 1 금속을 포함하는 시드, 상기 제 1 금속보다 표준 환원 전위 값이 높은 제 2 금속을 포함하는 코어 및 생체 적합성 고분자를 포함하는 쉘을 포함하며, 상기 나노 복합체의 프랙탈 차원 값을 특정 범위 내로 조절함으로써, 상기 나노 복합체를 포함하는 코팅용 조성물을 이용하여 의료 기기, 터치 패널 등의 전자 장치 또는 자동차 내부 설비 등 다양한 물품의 표면을 코팅 하는 경우, 우수한 투명성을 갖는 코팅층을 형성함과 동시에 상기 물품 표면에 우수한 항균성을 부여할 수 있다.The present application relates to nanocomposites. Exemplary nanocomposites of the present application include a shell comprising a seed comprising a first metal, a core comprising a second metal having a higher standard reduction potential than the first metal, and a biocompatible polymer, wherein the nanocomposite When the surface of various articles such as medical devices, electronic devices such as touch panels, or automobile interior equipments is coated using the coating composition including the nanocomposite by adjusting the fractal dimension value within a specific range, And at the same time an excellent antibacterial property can be imparted to the surface of the article.

본 출원에서 용어 「나노」는 나노 미터(nm) 단위의 크기를 의미할 수 있고, 예를 들어, 1 내지 1,000 nm의 크기를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 용어 「나노 입자」는 나노 미터(nm) 단위의 평균 입경을 갖는 입자를 의미할 수 있고, 예를 들어, 1 내지 1,000 nm의 평균입경을 갖는 입자를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term " nano " in this application may refer to a size in nanometers (nm), for example, but is not limited to, a size of 1 to 1,000 nm. As used herein, the term " nanoparticle " may mean particles having an average particle size in nanometers (nm), for example, particles having an average particle size of 1 to 1,000 nm, But is not limited to.

본 출원의 일 구현예에 따른 나노 복합체는 시드, 코어 및 쉘을 포함한다. 하나의 예시에서 상기 나노 복합체는 시드-코어-쉘의 3중 구조를 가지는 입자일 수 있다. 예를 들면, 상기 나노 복합체는 상기 제 1 금속 입자를 제조하여 시드를 형성하고, 상기 제 2 금속을 제 1 금속 입자 표면에 환원시켜 상기 시드를 둘러싸는 코어를 형성하며, 상기 코어에 생체 적합성 고분자를 결합시켜 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 형성함으로써 제조된 것일 수 있다. Nanocomposites according to one embodiment of the present application include seeds, cores and shells. In one example, the nanocomposite may be a particle having a triple structure of seed-core-shell. For example, the nanocomposite may be produced by preparing the first metal particle to form a seed, reducing the second metal to the surface of the first metal particle to form a core surrounding the seed, and the biocompatible polymer To form a shell surrounding the core.

상기에서 「시드」는 상기 3중 구조의 가장 내측에 존재하는 부분을 의미하며, 상기 「코어」는 상기 시드를 둘러싸며 상기 3중 구조의 시드와 쉘의 사이에 존재하는 부분을 의미하며, 상기 「쉘」은 상기 코어를 둘러싸며 상기 3중 구조의 최 외측 부분을 의미한다. Quot; seed " means the innermost portion of the triple structure, the " core " means a portion surrounding the seed and existing between the seed and the shell of the triple structure, The " shell " refers to the outermost portion of the triple structure surrounding the core.

또한, 상기에서 「둘러싼다」는 입자의 외주 표면이 실질적으로 덮이도록 형성되는 것을 의미하며, 상기에서 외주 표면이 실질적으로 덮이도록 형성되는 것은 예를 들면, 외주 표면의 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상이 덮이도록 형성되는 것을 의미한다.The term " enclosing " means that the outer circumferential surface of the particle is substantially covered. In the above, the outer circumferential surface is formed so as to cover substantially 50% or more, 60% or more , 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, or 99% or more.

상기 시드는 제 1 금속을 포함하며, 상기 제 1 금속의 표준 환원 전위 값은 0.6 V 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 금속은 0.55 V 미만, 0.40 V 미만, 0.38 V 미만, 0.36 V 미만, 0.35 V 미만의 표준 환원 전위 값을 가질 수 있다.The seed may comprise a first metal, and the standard reduction potential value of the first metal may be less than 0.6V. For example, the first metal may have a standard reduction potential value of less than 0.55 V, less than 0.40 V, less than 0.38 V, less than 0.36 V, less than 0.35 V.

본 명세서에서, 「표준 환원 전위(Standard Reduction Potential)」는 25℃, 전해질 농도 1M 및 1 기압의 조건 하에서 산화 환원 반응에 참여하는 모든 화학종의 활동도가 1일 때의 전위를 의미하며, 표준 수소 전극을 0.00V로 삼고 측정된 값을 의미한다. 두 물질 사이에서 표준환원전위가 상대적으로 클수록 환원력이 큰 물질임을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 「환원력」은 산화 환원 반응 시 반응에 참여하는 물질 중 어느 하나의 물질이 자신이 산화됨과 동시에 다른 하나의 물질을 환원시키는 능력을 의미하며, 상기 「환원력이 큰 물질」은 산화되기 쉬운 물질을 의미한다. In the present specification, the term "standard reduction potential" means a potential when the activity of all chemical species participating in the oxidation-reduction reaction is 1 at 25 ° C., 1 M and 1 atm of electrolyte concentration, Means the value measured with the hydrogen electrode at 0.00 V. The larger the standard reduction potential between the two materials, the greater the reduction potential. As used herein, the term " reducing power " refers to the ability of any one of the substances participating in the oxidation-reduction reaction to oxidize itself and to reduce another substance during the oxidation-reduction reaction. Quot; means a substance which is easily oxidized.

하나의 예시에서, 상기 제 1 금속은 3 내지 12족의 전이 금속일 수 있고, 예를 들어, 상기 제 1 금속은 5 내지 12족, 6 내지 12족 또는 8 내지 11족의 전이 금속일 수 있다. 상기 전이금속은 후술할 제 2 금속 및 생체 적합성 고분자와의 우수한 상용성을 나타내어, 각 성분 간의 결합이 용이하고, 이에 따라, 나노 복합체의 구조적 형상이 안정적으로 유지될 수 있으며, 상기 나노 복합체의 프랙탈 차원 값이 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 나노 복합체는 전이 금속인 제 1 금속을 코어로 포함함으로써, 전이 금속 특유의 자성 및 광학 특성을 가질 수 있으므로, 치료 또는 진단용 시약 등 다양한 목적으로 이용될 수 있다.In one example, the first metal may be a transition metal of Groups 3 to 12, for example, the first metal may be a Group 5-12, 6-12, or 8-11 transition metal . The transition metal exhibits excellent compatibility with a second metal and a biocompatible polymer which will be described later, and is easy to bind between the respective components, and thus the structural shape of the nanocomposite can be stably maintained, and the fractal of the nanocomposite Dimensional values can be easily adjusted. In addition, the nanocomposite according to the present application can be used for various purposes such as a therapeutic or diagnostic reagent because it can have magnetic and optical characteristics peculiar to a transition metal by including a first metal as a transition metal as a core.

예를 들어, 상기 제 1 금속은 구리, 니켈, 코발트, 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 구리일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the first metal may include at least one selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, and iron, and may be, for example, copper, but is not limited thereto.

하나의 예시에서, 상기 코어는 표준 환원 전위 값이 0.6 V 이상인 제 2 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 제 2 금속은 0.65 V 이상, 0.70 V 이상, 0.75 V 이상 또는 0.79 V 이상의 표준 환원 전위 값을 가질 수 있다. 상기 제 2 금속의 표준 전위 값을 상기 제 1 금속의 표준 전위 값보다 크게 조절함으로써, 상기 코어는 산화 환원 반응을 통해 시드의 표면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 범위의 표준 전위 값을 갖는 제 2 금속을 포함하는 코어가 산화 환원 반응에 의해 제 1 금속 시드 표면에 형성되는 경우, 번치(Bunch) 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 나노 복합체는 상기 코어를 통해 특유의 구조적 형상을 가질 수 있고, 예를 들어, 프랙탈 값이 후술할 범위 내로 조절될 수 있다. 나아가 상기 제 2 금속은 산화 환원 시 자가 촉매(Autocatalysis)로도 작용할 수 있다. In one example, the core may comprise a second metal having a standard reduction potential value of 0.6 V or higher, for example, the second metal may be a standard of at least 0.65 V, at least 0.70 V, at least 0.75 V, or at least 0.79 V It may have a reduction potential value. By adjusting the standard potential value of the second metal to be larger than the standard potential value of the first metal, the core can be formed on the surface of the seed through the redox reaction. When a core containing a second metal having a standard potential in the above range is formed on the surface of the first metal seed by an oxidation-reduction reaction, the core may be formed to have a bunch shape, The composite may have a unique structural shape through the core, for example, the fractal value may be adjusted to within a range described below. Furthermore, the second metal may also function as an autocatalysis during redox reaction.

하나의 예시에서, 상기 제 2 금속은 은, 금, 백금, 팔라듐, 루테늄 및 로듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 은일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the second metal may include at least one selected from the group consisting of silver, gold, platinum, palladium, ruthenium, and rhodium and may be, for example, silver, but is not limited thereto.

상기 쉘은 생체 적합성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 쉘은 생체 적합성 고분자를 포함함으로써, 시드 및 코어에 존재하는 금속에 의해 유발되는 세포독성을 최소화할 수 있으며, 상기 나노 복합체의 우수한 생체 적합성 및 항균성을 확보할 수 있다. 이에 따라, 상기 나노 복합체는 인체와 관련될 수 있는 다양한 분야에 다목적으로 이용될 수 있다. 또한, 상기 생체 적합성 고분자는 상기 제 1 및 제 2 금속의 산화 환원 반응 시 환원제로도 작용할 수 있으며, 나아가 상기 생체 적합성 고분자는 나노 복합체를 포함하는 코팅용 조성물의 점도를 일정 수준 이상으로 유지함으로써 상기 조성물의 작업성을 향상시킬 수 있다. The shell may comprise a biocompatible polymer. By including the biocompatible polymer, the shell can minimize the cytotoxicity caused by the metal present in the seed and the core, and can secure the excellent biocompatibility and antibacterial property of the nanocomposite. Accordingly, the nanocomposite can be used for various purposes in various fields related to the human body. The biocompatible polymer can also act as a reducing agent during the redox reaction of the first and second metals. Further, the biocompatible polymer can be prepared by maintaining the viscosity of the coating composition containing the nanocomposite at a predetermined level or higher, The workability of the composition can be improved.

상기 생체 적합성 고분자는 생체 적합성이 우수하며, 항균성을 가지는 고분자이면, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 천연고분자, 방향족 또는 헤테로고리 고분자, (메타)아크릴 고분자, 양이온성 공액 고분자, 폴리실록산, 천연고분자 모방 고분자, 및 페놀 또는 벤조산 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The biocompatible polymer is not particularly limited as long as it is biocompatible and has antibacterial properties. Examples of the biocompatible polymer include natural polymers, aromatic or heterocyclic polymers, (meth) acrylic polymers, cationic conjugated polymers, polysiloxanes, natural polymers An amphoteric polymer, and a phenol or benzoic acid derivative.

일 구체예에서, 상기 생체 적합성 고분자는 예를 들어, 키토산(Chitosan), 카테킨(Catechin), 플라보노이드(Flavonoids), 락토페린(Lactoferin), 락토페록시다제(Lactoperoxidase), 피톤치드(Phytoncide), 리소자임(Lysozyme), 오보트란스페린(Ovotransferrin), 아비딘(Avidin), 오보플라보프로테인 (Ovoflavoprotein), 오보뮤코이드(Ovomucoid), 시스타틴(Cystatin), 니신(Nisin), 페디오신(Pediocin), e-폴리리신(e-polylysine), 폴리페놀, 폴리헥사메틸렌 구아니딘, 폴리헥사메틸렌구아니딘 염산염, 폴리헥사메틸렌구아니딘 인산염, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘 염산염, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘 인산염, 폴리비닐피리딘, 폴리-2메틸-5-비닐피리딘, 폴리비닐피로리돈 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 키토산일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the biocompatible polymer is selected from the group consisting of, for example, Chitosan, Catechin, Flavonoids, Lactoferin, Lactoperoxidase, Phytoncide, Lysozyme ), Ovotransferrin, avidin, ovoflavoprotein, ovomucoid, cystatin, Nisin, pediocin, e-polylysine, polyphenols, polyhexamethylene guanidine hydrochloride, polyhexamethylene guanidine phosphate, polyhexamethylene biguanidine, polyhexamethylene biguanidine hydrochloride, polyhexamethylene biguanidine phosphate, polyvinyl pyridine, Poly-2-methyl-5-vinylpyridine, polyvinylpyrrolidone, and copolymers thereof, and may be, for example, chitosan Or, without being limited thereto.

상기 나노 복합체는 전술한 바와 같이, 특유의 구조적 형상을 가질 수 있으며, 하나의 예시에서, 상기 나노 복합체의 프랙탈 차원(Fractal Dimension, df) 값은 1.6 내지 2.8일 수 있고, 예를 들어, 1.7 내지 2.6 또는 1.9 내지 2.5일 수 있으며, 바람직하게는 1.6 내지 2.2일 수 있다. 본 출원에서 용어 「프랙탈 차원」이란, 주지된 바와 같이, 임의 형상 입자에 대한 형상 정보를 나타내는 지표를 의미하고, 예를 들어, 프랙탈 차원 값이 클수록 입자의 형상이 구형임을 의미할 수 있고, 프랙탈 차원 값이 작을수록 비구형임을 의미할 수 있다.The nano composite is, as described above, may have a unique structural shape, and in one example, the fractal dimension (Fractal Dimension, d f) a value of the nanocomposite may be 1.6 to 2.8 days, for example, 1.7 To 2.6 or 1.9 to 2.5, and preferably from 1.6 to 2.2. The term " fractal dimension " in the present application means an index indicating shape information for arbitrarily shaped particles, for example, a larger fractal dimension value means that the shape of the particle is spherical, The smaller the dimension value, the more non-spherical it can be.

상기 프랙탈 차원 값은 하기 일반식 1에 의해 결정될 수 있다.The fractal dimension value may be determined by the following general formula (1).

[일반식 1][Formula 1]

Figure 112016126891547-pat00001
Figure 112016126891547-pat00001

상기 일반식 1에서, k는 비례 상수를 나타내고, db는 나노 복합체의 평균 입경 이동도(Mobility Equivalent Diameter)를 나타내며,

Figure 112016126891547-pat00002
는 나노 복합체의 유효 밀도(Effective Density)를 나타낸다. 단, db는 1이 아니며, k는 반응 조건에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 예를 들어, 104 이하의 정수일 수 있다. 또한, 상기 k 값의 하한은 0이 아닌 정수이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 0.01 이상, 0.001 이상 또는 0.0001 이상일 수 있다.In the general formula (1), k represents a proportional constant, d b represents a mobility equivalent diameter of the nanocomposite,
Figure 112016126891547-pat00002
Represents the effective density of the nanocomposite. However, d b is not 1, and k may be suitably changed according to the reaction conditions, and may be an integer of 10 4 or less, for example. The lower limit of the k value is not particularly limited as long as it is a nonzero integer. For example, it may be 0.01 or more, 0.001 or more, or 0.0001 or more.

상기 일반식 1에서 계산되는 프랙탈 차원(df)값이 예를 들어, 1에 가까운 값을 가지게 되면 입자의 형상이 직선 모양의 1차원적인 형태를 가지는 것을 의미하고, 3에 가까운 값을 가지게 되면 입자의 형상이 구형의 3차원적인 형태를 가지는 것을 의미한다.For example, if the value of the fractal dimension (d f ) calculated in the general formula 1 has a value close to 1, it means that the shape of the particle has a linear one-dimensional shape, and if it has a value close to 3 Means that the shape of the particle has a spherical three-dimensional shape.

예시적인 본 출원의 나노 복합체는, 상기 나노 복합체의 프랙탈 차원 값이 전술한 범위 내로 조절됨으로써, 상기 나노 복합체는 비구형의 형상, 예를 들면 포도 송이와 같은 번치(Bunch) 형상을 가질 수 있다. 나아가, 본 출원의 나노 복합체가 코팅용 조성물에 적용되는 경우, 상기 비구형의 구조적 형상으로 인해 코팅 시 높은 투명도를 구현할 수 있다. 반면, 프랙탈 차원 값이 전술한 범위를 벗어나는 경우, 입자의 형상이 구형 또는 직선형을 갖게 되어, 나노 복합체가 코팅용 조성물에 적용되는 경우, 코팅층의 투광도가 저하될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 나노 복합체는 적어도 하나 이상의 시드-코어-쉘 구조를 가지는 나노 복합체가 결합된 구조체일 수 있다.  Exemplary nanocomposites of the present application may have a non-spherical shape such as a bunch shape such as a grapevine by controlling the fractal dimension value of the nanocomposite within the above-mentioned range. Furthermore, when the nanocomposite of the present application is applied to a coating composition, the non-spherical structural shape can realize high transparency when coated. On the other hand, when the fractal dimension value is out of the above range, the shape of the particle becomes spherical or linear, and when the nanocomposite is applied to the coating composition, the transmittance of the coating layer may be lowered. In one example, the nanocomposite may be a nanocomposite-bound structure having at least one seed-core-shell structure.

상기 제 1 금속의 이온화 경향은 제 2 금속의 이온화 경향보다 클 수 있다. 상기 제 1 금속의 이온화 경향이 제 2 금속 이온화 경향보다 크게 조절됨으로써, 제 2 금속은 환원 상태를 유지하게 되고, 상기 환원 상태의 제 2 금속은 활성 부분으로 작용하여 코어가 시드를 안정적으로 둘러싸도록 유도할 수 있다. 또한, 상기 환원 상태의 제 2 금속은 후술하는 생체 적합성 고분자와 결합되는 활성 부분으로 작용될 수 있다.The ionization tendency of the first metal may be greater than the ionization tendency of the second metal. The ionization tendency of the first metal is controlled to be larger than the second metal ionization tendency so that the second metal is maintained in a reduced state and the second metal in the reduced state acts as an active portion so that the core stably surrounds the seed . In addition, the second metal in the reduced state may act as an active moiety to be bonded to a biocompatible polymer described later.

본 출원은 또한, 코팅용 조성물에 관한 것이다. The present application also relates to compositions for coating.

본 출원의 코팅용 조성물은 전술한 나노 복합체를 포함할 수 있으며, 상기 나노 복합체가 상기 조성물 내에 분산되어 있을 수 있다. 이에 따라, 상기 나노 복합체에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다. 예시적인 본 출원의 코팅용 조성물은, 전술한 나노 복합체를 포함함으로써, 모재에 코팅되는 경우 우수한 투명도를 나타내어 모재의 질감 또는 색감을 그대로 유지할 수 있으며, 코팅 대상에 우수한 항균성을 부여할 수 있다.The coating composition of the present application may include the above-described nanocomposite, and the nanocomposite may be dispersed in the composition. Accordingly, the contents overlapping with those described in the above-mentioned nanocomposite will be omitted. The exemplary coating composition of the present application contains the above-described nanocomposite, exhibits excellent transparency when coated on the base material, and can maintain the texture or color of the base material as it is and can impart excellent antibacterial properties to the coating object.

또한, 본 출원은 또한 나노 복합체의 제조 장치에 관한 것이다. 본 출원의 나노 복합체의 제조장치는 전술한 나노 복합체의 제조에 이용될 수 있으며, 따라서 상기 나노 복합체에서 설명한 내용과 중복되는 부분의 설명은 생략하기로 한다. 예시적인 본 출원의 나노 복합체의 제조 장치에 의하면, 간단하고 친환경적인 공정을 통하여, 연속적으로 전술한 나노 복합체를 제조할 수 있다.The present application also relates to an apparatus for producing nanocomposites. The apparatus for producing a nanocomposite of the present application can be used in the production of the above-described nanocomposite, and therefore, the description of the parts overlapping with those described in the above-described nanocomposite will be omitted. According to the exemplary apparatus for producing a nanocomposite of the present application, the aforementioned nanocomposite can be continuously produced through a simple and environmentally friendly process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 나노 복합체의 제조 장치를 설명하며, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 나노 복합체의 제조 장치의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, an apparatus for producing a nanocomposite of the present application will be described with reference to the accompanying drawings, and the attached drawings are illustrative, and the scope of the apparatus for manufacturing a nanocomposite of the present application is not limited by the accompanying drawings.

도 1은 본 출원의 예시적인 나노 복합체의 제조장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing an exemplary nanocomposite production apparatus of the present application. FIG.

도 1과 같이, 본 출원의 제조 장치는 방전부(10) 및 반응조(20)를 포함한다.As shown in Fig. 1, the manufacturing apparatus of the present application includes a discharger 10 and a reaction tank 20. Fig.

상기 방전부(10)는, 스파크 방전에 의해 금속 나노 입자를 발생시키기 위한 부분으로서, 소정 간격으로 이격 배치되어 간격을 형성하고 있으며, 3 내지 12 족의 전이 금속을 포함하는 한 쌍의 도전성 로드(11) 및 상기 도전성 로드(11)에 전압을 인가하는 전원부(12)를 포함한다.The discharge unit 10 is a part for generating metal nanoparticles by spark discharge and spaced apart from each other by a predetermined distance to form a pair of conductive rods 3 to 12 containing transition metals And a power supply unit 12 for applying a voltage to the conductive rod 11.

상기 한 쌍의 도전성 로드(11)는 서로 이격 배치되어 간극(Gap)을 형성하고 있다. 예를 들면, 상기 방전부(10)에서는 스파크 방전이 일어나며, 상기 스파크 방전에 의해 상기 도전성 로드(11) 사이에서 국부적으로 발생되는 높은 온도에 의하여, 금속 나노입자가 발생된다. 본 출원에서 사용되는 용어 「간극」또는 「간격」은 움직이거나 고정된 두 부품 사이의 틈을 의미하며, 예를 들어, 상기 간격은 각각 이격 배치 되어 있는 한 쌍의 도전성 로드(11) 사이의 틈을 의미한다.The pair of conductive rods 11 are spaced apart from each other to form a gap. For example, a spark discharge occurs in the discharge unit 10, and metal nanoparticles are generated due to the high temperature locally generated between the conductive rods 11 due to the spark discharge. The term " gap " or " gap " as used in the present application means a gap between two parts that are moved or fixed. For example, the gap may be a space between a pair of conductive rods 11 .

상기 도전성 로드(11)를 구성하는 재료로는, 3 내지 12 족의 전이 금속이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 전술한 나노 복합체에서 설명한 제 1 금속과 중복된 내용에 대해서는 생략하기로 한다.The material constituting the conductive rod 11 is not particularly limited as long as it is a transition metal of Groups 3 to 12, and the contents overlapping with the first metal described in the above-described nanocomposite will be omitted.

상기 도전성 로드(11) 사이의 간격, 예를 들어, 상기 도전성 로드(11) 간 최단거리인 전극 갭(Electrode Gap)은, 그 거리가 작을수록 점화요구전압이 낮아지며, 그 거리가 커질수록 고전압이 요구된다. 또한, 전극 갭이 좁으면 스파크를 발생시키는데 필요한 전압은 감소하지만, 짧은 스파크는 혼합기에 점화 최소 에너지를 전달하여 실화를 일으킬 수 있으므로, 실험에 의해 적정 거리를 설정하는 것이 필요하다. 하나의 예시에서, 상기 전극 사이의 갭은, 0.1 내지 10mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The gap between the conductive rods 11, for example, the electrode gap which is the shortest distance between the conductive rods 11, decreases as the distance between the conductive rods 11 decreases. As the distance increases, Is required. In addition, if the electrode gap is narrow, the voltage required to generate the spark is reduced, but the short spark can cause misfiring by transmitting the minimum ignition energy to the mixer, so it is necessary to set an appropriate distance by experiment. In one example, the gap between the electrodes may be from 0.1 to 10 mm, but is not limited thereto.

상기 전원부(12)는 상기 각각의 도전성 로드(11)에 전압을 인가하기 위한 부분으로서, 하나의 예시에서 상기 전원부(12)로부터 상기 도전성 로드(11)에 인가되는 전압은 2 내지 5 kV이고, 전류량은 0.5 내지 5 mA일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전원부(12)에서는 상기 한 쌍의 도전성 로드(11)에 인가되는 전압을 일정하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 금속 나노입자를 정량적으로 공급함으로써, 우수한 공급 안정성으로 금속 나노입자를 제조할 수 있다.The power supply unit 12 is a portion for applying a voltage to each of the conductive rods 11. In one example, the voltage applied from the power supply unit 12 to the conductive rods 11 is 2 to 5 kV, The amount of current may be from 0.5 to 5 mA, but is not limited thereto. For example, the voltage applied to the pair of conductive rods 11 can be controlled to be constant in the power supply unit 12. Thus, metal nanoparticles can be prepared with good supply stability by quantitatively supplying metal nanoparticles.

하나의 예시에서, 상기 전원부(12)는, 상기 도전성 로드(11)에 고전압을 인가하기 위한 전기 회로를 포함할 수 있다. 상기 전기 회로는 고전압 공급원(HV), 외부 커패시터(C) 및 저항(R)으로 구성된 정전압원(Constant High Voltage Source) 구조를 가지며, 다수의 저항, 다수의 커패시터 및 회로전류의 고속 스위칭이 가능한 회로를 이용하여 금속 나노입자의 크기를 조절할 수 있다.In one example, the power supply unit 12 may include an electric circuit for applying a high voltage to the conductive rod 11. The electric circuit has a constant voltage source structure composed of a high voltage supply (HV), an external capacitor (C) and a resistor (R), and is capable of switching a plurality of resistors, a plurality of capacitors, Can be used to control the size of the metal nanoparticles.

비록 도시되지는 않았지만, 상기 본 출원의 제조장치는 캐리어 기체 공급 시스템(Carrier Air Supply System) 등의 기체 공급 장치와, MFC(Mass Flow Controller) 등의 유량계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기체 공급장치 및 유량계에 의해 비활성 기체, 산소 또는 질소가 상기 도전성 로드 사이의 간격으로 정량적으로 공급될 수 있다.Although not shown, the manufacturing apparatus of the present application may include a gas supply device such as a carrier gas supply system and a flow meter such as an MFC (Mass Flow Controller). In addition, inert gas, oxygen or nitrogen can be quantitatively supplied at intervals between the conductive rods by the gas supply device and the flow meter.

상기 도전성 로드(11)에 고전압을 인가하면 스파크 방전에 의해 상기 3 내지 12 족의 전이 금속이 기화 또는 입자화되어 상기 도전성 로드 사이의 간격을 통해 흐르는 비활성 기체, 산소 및 질소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체 흐름을 따라 후술할 반응조(20)로 유입될 수 있다. 예를 들어, 상기 방전부(10)의 도전성 로드(11)로 전압이 인가되면, 방전부(10)의 한 쌍의 도전성 로드(11) 사이의 간격에서 상기 금속이 기화되며, 비활성 기체 또는 질소 등의 캐리어 기체를 따라 이동한 기화된 금속은, 상기 간격을 벗어남에 따라, 응축되고, 이에 따라, 금속 나노입자가 형성된다.Oxygen, and nitrogen that flow through the gap between the conductive rods when the high voltage is applied to the conductive rod 11, the transition metals of Groups 3 to 12 being vaporized or granulated by the spark discharge, May be introduced into a reaction vessel 20 to be described later along with one or more kinds of gas flows. For example, when a voltage is applied to the conductive rod 11 of the discharge unit 10, the metal is vaporized at a distance between the pair of conductive rods 11 of the discharge unit 10, and an inert gas or nitrogen Vaporized metal moved along the carrier gas, etc., is condensed as it goes beyond the above-mentioned interval, and thus metal nanoparticles are formed.

상기 방전부(10)로부터 생성되는 금속 나노입자의 입경은, 상기 비활성 기체 또는 질소의 유량 또는 유속에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 나노입자의 입경은 1 내지 20 nm의 범위 내로 조절될 수 있다. 또한, 상기 비활성 기체로는 아르곤(Ar) 또는 헬륨(He) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The particle diameter of the metal nanoparticles generated from the discharge unit 10 can be controlled according to the flow rate or the flow rate of the inert gas or nitrogen. For example, the particle size of the metal nanoparticles can be controlled within a range of 1 to 20 nm. Examples of the inert gas include, but are not limited to, argon (Ar), helium (He), and the like.

상기 반응조(20)는, 상기 은 전구체 및 생체 적합성 고분자를 상기 금속 나노입자에 부착시켜 나노 복합체를 형성하기 위하여 상기 제조 장치에 포함된다. 도 2는 상기 반응조 내에서 번치 형상의 나노 복합체의 형성 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 2와 같이, 상기 도전성 로드(11) 사이의 간격에서 발생된 금속 나노입자는 상기 반응조로 함침되어 산화 환원 반응에 의해 상기 금속 나노 입자 표면에 은이 석출되며, 상기 석출된 은에 생체 적합성 고분자가 결합된다. 상기 반응조에는 은 전구체 및 생체 적합성 고분자를 포함하는 용액이 채워져 있으며, 예를 들어, 상기 은 전구체는 질산은(AgNO3)일 수 있다.The reaction vessel 20 is included in the manufacturing apparatus for attaching the silver precursor and the biocompatible polymer to the metal nanoparticles to form a nanocomposite. FIG. 2 is a diagram schematically showing the formation process of a ternary nanocomposite in the reaction tank. As shown in FIG. 2, the metal nanoparticles generated in the gap between the conductive rods 11 are impregnated with the reaction tank, silver is precipitated on the surface of the metal nanoparticles by the oxidation-reduction reaction, and the biocompatible polymer . The reaction tank is filled with a solution containing a silver precursor and a biocompatible polymer. For example, the silver precursor may be silver nitrate (AgNO 3 ).

하나의 예시에서, 상기 반응조(20)는 기포 제거 장치(21)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기포 제거 장치(21)는 상기 도전성 로드(11) 사이의 간격에서 발생된 금속 나노입자가 상기 반응조(20)에 함침되면서 발생되는 기포를 제거할 수 있는 장치이면, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 초음파 조사 장치일 수 있다. 상기 기포는 금속 나노 입자와 함께 반응조에 유입되는 비활성 기체 또는 질소에 의해 형성될 수 있고, 금속 나노입자는 상기 기포를 따라 다시 반응조 외부로 유출될 수 있기 때문에, 금속 나노 입자가 반응조에 함침되는 것을 방해하는 요인으로 작용할 수 있다. 이를 막기 위하여, 상기 기포 제거 장치(21)는, 상기 기포를 제거하며, 방전부에서 발생한 금속 나노입자가 반응조 내로 온전히 함침되도록 제어할 수 있다. 나아가 상기 기포 제거 장치(21)를 사용하는 경우, 제 2 금속의 환원도를 증가시킬 수 있다. In one example, the reaction tank 20 may further include a defoaming device 21. The bubble removing device 21 is not particularly limited as long as the metal nanoparticles generated in the gap between the conductive rods 11 are capable of removing bubbles generated by impregnating the reaction vessel 20, For example, it may be an ultrasonic irradiation apparatus. Since the bubbles can be formed by the inert gas or nitrogen introduced into the reaction tank together with the metal nanoparticles and the metal nanoparticles can flow out of the reactor again along the bubbles, It can act as a disturbing factor. In order to prevent this, the bubble removing device 21 removes the bubbles and can control so that the metal nanoparticles generated in the discharge part are completely impregnated into the reaction tank. Furthermore, when the bubble removing device 21 is used, the degree of reduction of the second metal can be increased.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원에 따른 나노 복합체의 제조 장치는 저장부(30)를 추가로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the apparatus for producing a nanocomposite according to the present application may further include a storage section 30. FIG.

상기 저장부(30)에는 상기 반응조에서 형성된 나노 복합체와 용매가 혼합된 용액이 저장될 수 있고, 예를 들어, 상기 용액은 전술한 코팅용 조성물일 수 있다. 또한, 상기 용매로는 예를 들면, 물 또는 유기 용매를 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 분자 구조 내에 히드록시기를 포함하는 유기 용매, 예를 들면, 에탄올 또는 메탄올을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the solution may be a coating composition as described above. The solution may be a solution prepared by mixing the nanocomposite formed in the reaction tank and a solvent. As the solvent, for example, water or an organic solvent may be used without limitation, preferably an organic solvent containing a hydroxyl group in the molecular structure, for example, ethanol or methanol may be used. However, no.

본 출원은 또한, 나노 복합체의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 나노 복합체의 제조방법은 전술한 나노 복합체의 제조장치를 이용하여 수행될 수 있으며, 따라서, 상기 나노 복합체 및 나노 복합체의 제조 장치에서 설명한 내용과 중복되는 부분의 설명은 생략하기로 한다. 예시적인 본 출원의 나노 복합체의 제조방법에 의하면, 간단하고 친환경적인 공정을 통하여, 연속적으로 나노 복합체를 제조할 수 있다.The present application also relates to a method for producing nanocomposites. The method of manufacturing the nanocomposite of the present application can be performed by using the apparatus for producing a nanocomposite as described above, and therefore, the description of the parts overlapping with those described in the apparatus for producing a nanocomposite and a nanocomposite will be omitted. By way of exemplary nanocomposite manufacturing methods of the present application, nanocomposites can be continuously produced through a simple and environmentally friendly process.

도 3은 본 출원의 나노 복합체의 제조방법을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 3과 같이, 본 출원의 나노 복합체의 제조방법은 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 단계 및 나노 복합체를 형성하는 단계를 포함한다.Fig. 3 is a view showing an exemplary method for producing the nanocomposite of the present application. As shown in FIG. 3, the method for producing a nanocomposite of the present application includes the steps of generating transition metal nanoparticles and forming a nanocomposite.

상기 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 단계는, 전술한 나노 복합체의 제조 장치의 방전부(10)에서 수행될 수 있으며, 하나의 예시에서, 서로 이격 배치되어 간격을 형성하고 있으며, 3 내지 12족의 전이 금속을 포함하는 한쌍의 도전성 로드 및 상기 도전성 로드에 각각 전압을 인가하여 상기 한쌍의 도전성 로드로부터 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 것을 포함한다.The step of generating the transition metal nanoparticles may be performed in the discharging unit 10 of the apparatus for producing nanocomposites described above, and in one example, they are spaced apart from each other to form an interval, Applying a voltage to each of the pair of conductive rods including the transition metal and the conductive rod to generate transition metal nanoparticles from the pair of conductive rods.

상기 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 단계에서, 상기 도전성 로드(11)에 고전압이 인가되면 스파크 방전에 의해 3 내지 12족의 전이 금속이 기화 또는 입자화된 후, 상기 로드 사이의 간격을 통해 흐르는 비활성 기체 또는 질소 흐름에 따라 반응조(20)로 유입될 수 있다.In the step of generating the transition metal nanoparticles, when a high voltage is applied to the conductive rod 11, the transition metals of Groups 3 to 12 are vaporized or granulated by a spark discharge, And may be introduced into the reaction tank 20 according to a gas or nitrogen flow.

상기 나노 복합체를 형성하는 단계는, 전술한 반응조(20)에서 수행될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 나노 복합체를 형성하는 단계는, 상기 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 단계에서 발생된 전이 금속 나노 입자를 은 전구체 및 생체 적합성 고분자가 혼합된 용액에 침지하고, 반응시키는 것을 포함한다.The step of forming the nanocomposite may be performed in the reaction tank 20 described above. In one example, the step of forming the nanocomposite includes immersing the transition metal nanoparticles generated in the step of generating the transition metal nanoparticles in a solution containing the silver precursor and the biocompatible polymer, and reacting .

일 구체예에서, 나노 복합체를 형성하는 단계에서 상기 반응은 30초 내지 300초간 수행될 수 있고, 예를 들어, 50초 내지 300초, 80초 내지 250초, 100초 내지 200초 또는 110초 내지 150초간 수행될 수 있다. 본 출원의 제조방법에서, 상기 반응 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 나노 복합체의 프랙탈 차원 값을 1.6 내지 2.8 범위로 제어할 수 있고, 이에 따라, 제조된 나노 복합체는 우수한 항균성 및 분산성을 가질 수 있으며, 상기 복합체를 포함하는 코팅용 조성물은 우수한 투명도를 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 시간이 30초 미만인 경우, 시드, 코어, 쉘이 결합하기에 충분치 않을 수 있고, 상기 반응 시간이 300초 이상인 경우, 환원된 제 2 금속을 포함하는 코어에 의해, 나노 복합체의 크기가 임의적으로 증가하여 형상을 제어하기 어려운 문제가 발생될 수 있다.In one embodiment, in the step of forming the nanocomposite, the reaction may be performed for 30 seconds to 300 seconds, for example, 50 seconds to 300 seconds, 80 seconds to 250 seconds, 100 seconds to 200 seconds, or 110 seconds 150 seconds. In the manufacturing method of the present application, by adjusting the reaction time to the above-mentioned range, the fractal dimension value of the nanocomposite can be controlled in the range of 1.6 to 2.8, and thus the prepared nanocomposite has excellent antibacterial and dispersibility And the coating composition comprising the complex can maintain excellent transparency. For example, if the reaction time is less than 30 seconds, the seed, core, and shell may not be sufficient to bind, and if the reaction time is 300 seconds or more, the core comprising the reduced second metal, It is difficult to control the shape.

또한, 상기 반응은 예를 들어, 초음파 조사 조건 하에서 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 초음파에 의해 기포가 제거됨으로써, 발생된 전이 금속 나노입자가 반응조 내로 온전히 함침되도록 제어할 수 있으며, 나아가 제 2 금속의 환원도를 증가시킬 수 있다.Further, the reaction can be performed under, for example, ultrasonic irradiation conditions. As described above, by removing the bubbles by the ultrasonic waves, it is possible to control so that the generated transition metal nanoparticles are completely impregnated into the reaction tank, and further, the degree of reduction of the second metal can be increased.

본 출원의 나노 복합체는, 우수한 생체 적합성, 항균성 및 분산성을 가지며, 상기 나노 복합체를 포함하는 코팅용 조성물을 이용하여 의료 기기, 터치 패널 등의 전자 장치 또는 자동차 내부 설비 등 다양한 물품의 표면을 코팅하는 경우, 우수한 투명성을 갖는 코팅층을 형성함과 동시에 상기 물품 표면에 우수한 항균성을 부여할 수 있다. 또한, 본 출원의 나노 복합체의 제조 장치 및 제조 방법에 의하면 간단하고, 친환경적인 공정을 통하여, 연속적으로 나노 복합체를 제조할 수 있다.The nanocomposite of the present application has excellent biocompatibility, antibacterial properties and dispersibility and can be used for coating surfaces of various articles such as medical devices, electronic devices such as touch panels or automobile interior equipments by using the coating composition comprising the nanocomposite , A coating layer having excellent transparency can be formed and excellent antimicrobial activity can be imparted to the surface of the article. Further, according to the apparatus and method for producing a nanocomposite of the present application, a nanocomposite can be continuously produced through a simple and environmentally friendly process.

도 1은 본 출원의 예시적인 나노 복합체의 제조장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 번치 형상의 나노 복합체의 형성 과정을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 출원의 나노 복합체의 제조방법을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 방전부에서 생성된 구리 나노입자의 입자 크기 분포를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는, 실시예에서 제조된 나노 복합체의 주사 전자 현미경 이미지 이다.
도 6은, 실시예 2에서 제조된 나노 복합체의 에너지 분산형 분광 분석 이미지이다.
도 7은, 실시예 3에서 제조된 나노 복합체의 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 8은 구리 나노 입자를 반응조에 투입하지 않고 제 1 용액 및 제 2 용액으로부터 초음파 조사 조건 하에서 제조된 은 나노 입자의 투과 전자 현미경 이미지이다.
도 9는, 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 복합체를 UV-vis 스펙트라로 측정한 흡광도 결과를 나타낸다.
도 10 내지 12는, 각각 실시예 1 내지 3에서, 유리 기판 상에 수집된 나노 복합체의 저배율, 고배율 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 13은 실시예 1 내지 3에서, 유리 기판 상에 수집된 나노 복합체의 에너지 분산형 분광 분석(EDX) 이미지이다
도 14는, 전기 분사된 순수한 키토산 나노 입자와 실시예 3에서 제조된 키토산과 결합된 구리-은 나노 번치의 FTIR 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 15는 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 복합체를 "Cu-Ag" 글씨가 프린트된 흰색 종이 위의 유리 기판 상에 전기 분사에 의하여 코팅한 후 촬영한 사진이다.
도 16은 모바일 디스플레이 장치, 흰색 프린트된 종이 상에 비교예 1의 나노 입자 코팅, 키토산 코팅 및 실시예에서 제조된 키토산으로 둘러싸인 구리-은 나노 번치 코팅된 유리 디스크를 촬영한 사진이다.
도 17은 본 출원의 실시예 및 비교예에서 제조된 나노 복합체의 항균성 평가에 대한 결과이다.
도 18은 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 키토산으로 둘러싸인 구리-은 나노 번치의 존재 하의 배지 성장 프로파일을 나타낸 그래프이고, 도 18의 삽화는 실시예 2의 나노 번치를 처리하기 전과 후의 대장균의 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 19는 실시예 및 비교예에서 제조된 나노 복합체의 항균성을 커비-바우어 디스크 확산법을 이용하여 측정한 결과이다.
도 20은 정제된 구형의 은 나노입자와 구리-은 나노번치들의 상이한 질량 농도(0 내지 90μg/mL)에서의 항균성을 평가한 결과 그래프이다.
도 21은 실시예 2에서 제조된 나노 번치와 순수 키토산, 은 및 구리-은 샘플로 처리된 박테리아 세포 현탁액 내의 세포 내 활성 산소 종의 생성을 측정한 그래프이다..
도 22는 순수한 키토산 입자, 정제된 구리-은 샘플 및 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 번치들의 상이한 질량 농도(0 내지 90μg/mL)에 따른 HEK 293 셀 내의 세포 독성을 측정한 결과이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing an exemplary nanocomposite production apparatus of the present application. FIG.
Fig. 2 is a diagram schematically showing the formation process of a bunch-shaped nanocomposite.
Fig. 3 is a view showing an exemplary method for producing the nanocomposite of the present application.
4 is a graph showing a result of measuring the particle size distribution of the copper nanoparticles generated in the discharge part.
5 is a scanning electron microscope image of the nanocomposite prepared in the example.
6 is an energy dispersive spectroscopic image of the nanocomposite prepared in Example 2. Fig.
7 is a scanning electron microscope image of the nanocomposite prepared in Example 3. Fig.
FIG. 8 is a transmission electron microscope image of silver nanoparticles prepared under ultrasonic irradiation conditions from the first solution and the second solution without introducing the copper nanoparticles into the reaction tank.
Fig. 9 shows the absorbance results of the nanocomposites prepared in Examples 1 to 3 measured by UV-vis spectra.
10 to 12 are low magnification, high magnification SEM images of the nanocomposites collected on glass substrates in Examples 1 to 3, respectively.
13 is an energy dispersive spectroscopy (EDX) image of nanocomposites collected on glass substrates in Examples 1 to 3
14 is a graph showing FTIR spectra of pure chitosan nanoparticles electrosprayed and chitosan-bound copper-silver nano-blanks prepared in Example 3. Fig.
FIG. 15 is a photograph of the nanocomposite prepared in Examples 1 to 3 coated on a glass substrate on a white paper printed with "Cu-Ag"
16 is a photograph of a mobile display device, a nanoparticle coating of Comparative Example 1 on white printed paper, a chitosan coating, and a copper-silver nano-blanket coated glass disk surrounded by chitosan prepared in the Examples.
17 shows the results of the evaluation of the antibacterial activity of the nanocomposite prepared in the examples and comparative examples of the present application.
FIG. 18 is a graph showing the growth profile of the medium in the presence of copper-silver nanotubes surrounded by chitosan prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example, and the illustration of FIG. 18 is a graph showing the growth profiles of E. coli before and after treatment of the nano- . ≪ / RTI >
19 shows the results of measurement of antimicrobial activity of the nanocomposite prepared in Examples and Comparative Examples using the Kirby-Bauer disk diffusion method.
20 is a graph showing the results of evaluating antimicrobial activity of purified spherical silver nanoparticles at different mass concentrations (0 to 90 占 퐂 / mL) of copper-silver nanotubes.
21 is a graph showing the production of intracellular reactive oxygen species in the bacterial cell suspension treated with the nano-bran, pure chitosan, silver and copper-silver samples prepared in Example 2. Fig.
Figure 22 shows the results of measuring the cytotoxicity in HEK 293 cells according to different mass concentrations (0-90 [mu] g / mL) of pure chitosan particles, purified copper-silver samples and nano-bunches prepared in Examples 1-3.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 기술한 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present application is not limited by the following description.

실시예 1Example 1

도 1의 장치를 이용하여 도 3의 방법에 따라, 나노 복합체를 제조하였다.The nanocomposites were prepared according to the method of FIG. 3 using the apparatus of FIG.

구체적으로, 도 3과 같이, 질소 가스를 방전부(10)로 통과시켰다. 상기 질소가스의 유량은 매스 플로우 콘트롤러(Tylan, US)에 의해 3.0 L/min으로 유지하였으며, 구리(Cu) 로드(직경 3mm, 길이 10 mm, Nilaco, Japan)로 이루어진 한 쌍의 전극 사이로 통과시켰다. 이 때, 한 쌍의 전극 사이의 간격은 1mm로 하였고, 상기 전극에 스파크를 인가하여 약 6000℃의 온도에서 기체 상 구리 나노입자를 제조하였다. 구체적으로, 상기 스파크는 저항 0.5MΩ, 전기 용량 1.0nF, 전류 1.2mA, 전압 3.2kV, 진동수 320Hz으로 상기 전극에 인가하였다. Specifically, as shown in FIG. 3, nitrogen gas was passed through the discharge unit 10. The flow rate of the nitrogen gas was maintained at 3.0 L / min by a mass flow controller (Tylan, US) and passed between a pair of electrodes made of a copper (Cu) rod (diameter 3 mm, length 10 mm, Nilaco, Japan) . At this time, the spacing between the pair of electrodes was 1 mm, and gas-phase copper nanoparticles were prepared at a temperature of about 6000 ° C. by applying a spark to the electrode. Specifically, the spark was applied to the electrode at a resistance of 0.5 M ?, a capacitance of 1.0 nF, a current of 1.2 mA, a voltage of 3.2 kV, and a frequency of 320 Hz.

상기 발생된 구리 나노 입자는 질소 가스를 따라 제 1 용액 및 제 2 용액이 채워져 있는 반응조(20)로 이동되었다. 이 때, 상기 제 1 용액은 85mg의 질산은(205052, Sigma-Aldrich, US)를 5ml의 탈이온수에 용해시켜 제조하였고, 튜브 연동 펌프(323Du/MC4, Watson-Marlow Bredel Pump, US)를 통해 0.42mL/min의 유량을 유지하면서 반응조(20)에 채워졌으며, 상기 제 2 용액은 0.25g의 키토산(41796, Sigma-Aldrich, US)을 1%의 아세트 산 용액(03888, Sigma-Aldrich, US) 25 ml에 용해시켜 제조하였고, 상기 튜브 연동 펌프를 통해 2.08mL/min의 유량을 유지하면서 반응조(20)에 채워졌다. 또한, 상기 반응조(20)의 용액 내에 초음파 프로브(VCX 750, 20kHz, Sonics & Materials Inc., US)를 담그고, 10 W/mL의 전력 밀도를 인가하여 상기 초음파 조사기로서 작동시켰다. 상기 프로브의 활성 부분은 프로브의 바닥의 1.3 cm2의 둥근 평면의 표면이다. 상기 반응조(20)에서는, 30초 동안 초음파 조사 하에서 구리 나노 입자, 제 1 용액 및 제 2 용액을 반응시켜 나노 복합체를 제조하였다. 반응의 시작에서, 옅은 노란색 용액은 밝은 갈색으로 변화하였으며, 이는 은의 환원을 가리킨다. 기상의 구리 입자는 시드로서 작용하고, 동적으로 은 이온을 시드 입자 상에 받아들일 수 있게 되어 구리-은 나노 번치가 형성되었다. 이하에서 상기 용어 「나노 번치」는 본 출원의 「나노 복합체」와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 은 이온의 환원 속도(Ag+/Ag0 = 0.78V)가 구리 이온(Cu2 +)의 환원 속도보다 빠르기 때문에 은 이온의 환원이 구리 입자보다 더 잘 일어나게 된다. 반응에서 구리 입자의 표면에 형성된 은 층(Ag layer)은 은의 추가적인 증착을 위한 활성 사이트로 작용한다. The generated copper nanoparticles were transferred to a reaction tank 20 filled with the first solution and the second solution along with the nitrogen gas. The first solution was prepared by dissolving 85 mg of silver nitrate (205052, Sigma-Aldrich, US) in 5 ml of deionized water. The solution was filtered through a tube peristaltic pump (323Du / MC4, Watson-Marlow Bredel Pump, (Sigma-Aldrich, US) was added to the reaction solution while maintaining a flow rate of 1 mL / mL / min. The second solution was prepared by adding 0.25 g of chitosan (41796, 25 ml, and filled into the reactor 20 while maintaining a flow rate of 2.08 ml / min through the tube peristaltic pump. An ultrasound probe (VCX 750, 20 kHz, Sonics & Materials Inc., US) was immersed in the solution in the reaction tank 20 and operated as the ultrasonic wave irradiator by applying a power density of 10 W / mL. The active portion of the probe is a 1.3 cm 2 rounded surface of the bottom of the probe. In the reaction vessel 20, the copper nanoparticles, the first solution and the second solution were reacted under ultrasound irradiation for 30 seconds to prepare a nanocomposite. At the beginning of the reaction, the pale yellow solution turned bright brown, indicating the reduction of silver. The gaseous copper particles acted as seeds, and they were able to dynamically accept silver ions on the seed particles, resulting in the formation of copper-silver nanotubes. Hereinafter, the term " nano-bran " can be used in the same sense as " nanocomposite " The reduction rate of silver ions (Ag + / Ag 0 = 0.78 V) is faster than the reduction rate of copper ions (Cu 2 + ), so that the reduction of silver ions occurs more easily than copper particles. The silver layer formed on the surface of the copper particles in the reaction acts as an active site for the additional deposition of silver.

상기 제조된 나노 복합체를 튜브 연동 펌프(07522-30, Masterflex, US), 직경 0.3 mm인 스테인리스 강-노즐, 전력 공급 장치(10/40A, Trek, US)로 구성되어 있는 전기 분무 장치를 이용하여, 16㎕/min 분사 속도를 유지하면서, 유리 기판(7059, Corning, US) 상에 수집하였다.The prepared nanocomposite was sprayed by using an electric atomizing device composed of a tube peristaltic pump (07522-30, Masterflex, US), a stainless steel nozzle having a diameter of 0.3 mm, and a power supply device (10 / 40A, Trek, US) , And collected on a glass substrate (7059, Corning, US) while maintaining an injection rate of 16 μl / min.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 2.2로 계산되었다. The fractal dimension value of the prepared composite was calculated to be 2.2.

실시예 2Example 2

반응조에서 120초 동안 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다.The nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction was carried out in the reaction tank for 120 seconds.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 2.0로 계산되었다.The fractal dimension value of the prepared composite was calculated as 2.0.

실시예 3Example 3

반응조에서 300초 동안 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다.The nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction was carried out in the reactor for 300 seconds.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 1.6으로 계산되었다.The fractal dimension value of the prepared composite was calculated to be 1.6.

비교예 1 - 구리 나노 입자의 제조Comparative Example 1 - Preparation of copper nanoparticles

반응조에서 반응시키는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다.A nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the step of reacting in the reaction tank was not carried out.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 2.6으로 계산되었다.The fractal dimension value of the fabricated composite was calculated to be 2.6.

비교예 2- 은 나노 입자의 제조Comparative Example 2 - Preparation of nanoparticles

반응조에 구리 입자를 투과하지 않고 초음파 조사 조건 하에 은 나노 입자를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다. A nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1, except that silver nanoparticles were prepared under ultrasonic irradiation conditions without passing copper particles through the reaction tank.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 3.0으로 계산되었다.The fractal dimension value of the fabricated composite was calculated as 3.0.

비교예 3 - 구리-은 나노 입자의 제조Comparative Example 3 - Preparation of copper-silver nanoparticles

반응 조 내에 제 1 용액만을 채운 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다.A nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the first solution was filled in the reaction vessel.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 1.9로 계산되었다.The fractal dimension value of the composites was calculated to be 1.9.

비교예 4Comparative Example 4

반응 조 내에 초음파 조사 장치를 설치하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합체를 제조하였다. A nanocomposite was prepared in the same manner as in Example 1 except that an ultrasonic irradiation device was not provided in the reaction tank.

제조된 복합체의 프랙탈 차원 값은 2.3으로 계산되었다.The fractal dimension value of the composites was calculated to be 2.3.

측정 결과Measurement result

농도, 평균 입경, 및 표준 편차를 확인하기 위하여, 제조된 구리 입자의 입자 크기 분포(Particle Size Distribution)를 이동성 입자 주사 정립기(Scanning Mobility Particle Sizer(SMPS), 3936, TSI, US)를 사용하여 분석하였다. 또한, 기상에서 스파크 방전에 의해 생성되어 카본 코팅된 구리 그리드 상에 시편화된 구리 입자들은 투과 전자 현미경(TEM, JEM-3010, JEOL, Japan)을 사용하여 분석되었다. 상기 구리 입자들은 상업적인 에어로졸 수집기(NPC-10, HCT, Korea)를 이용하여 그리드 상에 증착되었다. The Particle Size Distribution of the copper particles was measured using a Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS), 3936, TSI, US to determine the concentration, average particle size, and standard deviation Respectively. Copper particles specimens formed on the carbon-coated copper grid produced by spark discharge in the gas phase were analyzed using a transmission electron microscope (TEM, JEM-3010, JEOL, Japan). The copper particles were deposited on a grid using a commercial aerosol collector (NPC-10, HCT, Korea).

도 4는 방전부에서 생성된 구리 나노입자의 입자 크기 분포를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 4의 삽화는 구리 나노입자의 투과 전자 현미경 이미지이다.4 is a graph showing a result of measuring the particle size distribution of the copper nanoparticles generated in the discharge part. 4 is an image of a transmission electron microscope of copper nanoparticles.

도 4에 보여진 바와 같이, 구리 나노입자의 농도는 3.10×107 paticles/cm3이고, 직경은 14.2 nm이며, 표준 편차는 1.40으로 측정되었다. 또한, TEM 관찰 결과 약 3.3 nm의 평균 입경을 갖는 1차 구리 입자는 응집되어 약 14 nm의 입경을 가지며, 이는 1차 입자들이 스파크 근처에서 형성된 후에 서로 충돌함을 의미한다. As shown in FIG. 4, the concentration of copper nanoparticles was 3.10 × 10 7 paticles / cm 3 , the diameter was 14.2 nm, and the standard deviation was 1.40. TEM observation also shows that the primary copper particles having an average particle size of about 3.3 nm are agglomerated and have a particle size of about 14 nm, which means that the primary particles collide with each other after they are formed near the spark.

반응 동안 모폴로지의 변화를 이해하기 위하여, 증가하는 반응 시간에 따라 구리-은 나노 구조의 다른 형태가 관찰되었다. 이를 위해, 30초, 120초 및 300초의 반응 시간에서 제조된 입자를 시편화하고 주사 전자 현미경을 사용하여 관찰하였으며, 모폴로지의 변화를 확인하였다. To understand the morphology changes during the reaction, different forms of copper-silver nanostructures were observed with increasing reaction times. For this purpose, particles prepared at reaction times of 30, 120, and 300 seconds were sampled and observed using a scanning electron microscope to confirm the morphology change.

도 5는, 실시예에서 제조된 나노 복합체의 주사 전자 현미경(SEM, JSM-6500F, JEOL, Japan) 이미지이다.5 is a scanning electron microscope (SEM, JSM-6500F, JEOL, Japan) image of the nanocomposite prepared in the example.

도 5에서 보여지는 바와 같이, 은 환원의 초기 단계에서는 다른 콘트라스트(다른 물질) 및 사이즈를 가지는 작은 번치(Bunches)가 관찰되었다. 5분 후, 이들 구조는 커졌고, 계속된 반응은 임의 구조의 구리-은 번치(예를 들어 미리 생성된 입자 상에 연속적으로 덮힌 은)의 형성을 유도하였다. 포획된 구리 입자 상에 미리 형성된 은의 자가 촉매(Autocatalysis) 작용으로 인하여, 도 2와 같이 포획된 구리 입자의 표면 보다 은의 표면에서 보다 많은 양의 은(I) 환원이 사이트 선택적으로 발생하였다. As shown in Fig. 5, small bunches having different contrast (different materials) and sizes were observed in the initial stage of silver reduction. After 5 minutes, these structures grew, and the subsequent reaction led to the formation of any structure of copper-silver bran (e. G., Silver continuously covered on pre-formed particles). Due to the autocatalysis action of silver previously formed on the trapped copper particles, a greater amount of silver (I) reduction occurred site selectively on the surface of the copper than on the surface of the captured copper particles, as shown in FIG.

도 6는, 실시예 2에서 제조된 나노 복합체의 에너지 분산형 분광 분석(EDX, JED-2300, JEOL, Japan) 이미지이다. 주사 전자 현미경의 이미지와 대응하는 은과 구리의 EDX 요소 지도(Elemental Map)는 잘 매치되며 이는 주사 전자 현미경 이미지 내의 은 및 구리의 구체적인 위치를 가리킨다. 6 is an energy dispersive spectroscopic analysis (EDX, JED-2300, JEOL, Japan) image of the nanocomposite prepared in Example 2. Fig. The EDX elemental maps of silver and copper corresponding to the image of the scanning electron microscope are well matched and indicate the specific location of the silver and copper in the scanning electron microscope image.

도 7은, 실시예 3에서 제조된 나노 복합체의 투과 현미경(TEM) 이미지이다.7 is a transmission microscope (TEM) image of the nanocomposite prepared in Example 3. Fig.

도 7에 보여지는 바와 같이, 투과 전자 현미경 결과는 또한 주사 전자 현미경 관찰과 일치한다. 또한, 상기 투과 전자 현미경 이미지는 시편화된 입자들 사이의 다른 콘트라스트를 보여주며, 이는 상이한 재료들이 합쳐져 입자를 형성함을 가리킨다. 더 어두운 콘트라스트의 샘플 입자는 0.21 nm의 면심 입방 구조(Fcc) 구리 격자 때문에 (111) 평면을 가지며, 이와 달리 어두운 콘트라스트 위를 덮는 더 밝은 콘트라스트는 0.23 nm의 격자 공간을 가지는 은 (111) 평면으로부터 기인한다. 또한, 상기 상이한 부분들은 서로 결합되어 단일체(Single Body)를 형성하고, 포획된 구리 입자 및 미리 형성된 은 표면의 연속적인 은의 증착이 명확히 관찰되었다. 반응 시간의 증가에 따라 제조된 구조의 크기는 연속적인 구리의 유입 및 은의 증착 때문에 증가하였고, 결국 더 큰 이방성 바이메탈 구조(Anisotropic Bimetallic Structures)가 제조되었다. 유입되는 구리와 미리 형성된 은 표면의 은 증착의 상이한 움직임은 반응 동안 이방성 은의 형성을 유지할 수 있었다. 비교를 위하여, 비교예 2와 같이 구리 입자의 유입 없이 초음파 조사 조건 하에서 은(I) 환원이 수행되었다. 도 8은 비교예 2에서 구리 나노 입자를 반응조에 투입하지 않고 제 1 용액 및 제 2 용액으로부터 초음파 조사 조건 하에서 제조된 은 나노 입자의 투과 전자 현미경 이미지이다. 도 8과 같이, 그 결과, 대부분 구형의 은 입자가 동일한 반응조건 하에서 제조됨을 확인할 수 있었고, 이로부터 은(I)-키토산 반응 셀 내로의 구리의 유입이 구리-은 나노 번치의 형성에 매우 중요하다는 점을 알 수 있었다. As shown in Fig. 7, the transmission electron microscopic result is also consistent with the scanning electron microscopic observation. In addition, the transmission electron microscope image shows a different contrast between the specimenized particles, indicating that different materials combine to form particles. The darker contrast sample particles have a (111) plane due to a 0.21 nm face-centered cubic (Fcc) copper lattice, while the brighter contrast covering the darker contrast is from a (111) plane with a lattice spacing of 0.23 nm . In addition, the different parts were combined with each other to form a single body, and the successive deposition of silver on the captured copper particles and pre-formed silver surface was clearly observed. As the reaction time increased, the size of the fabricated structure increased due to the continuous inflow of copper and the deposition of silver, resulting in larger anisotropic bimetallic structures. The different movements of the silver deposition of the incoming copper and the preformed silver surface could maintain the formation of anisotropic silver during the reaction. For comparison, silver (I) reduction was performed under ultrasonic irradiation conditions without introduction of copper particles as in Comparative Example 2. FIG. 8 is a transmission electron microscope image of silver nanoparticles produced under ultrasound irradiation conditions from the first solution and the second solution without introducing copper nanoparticles into the reaction tank in Comparative Example 2. FIG. As shown in FIG. 8, it was confirmed that almost spherical silver particles were produced under the same reaction conditions, and it was found that the influx of copper into the silver (I) -chitronic reaction cell was very important for the formation of the copper- silver nano- I can see that it is.

구리 상에 은의 결합이 가시광 영역의 빛의 흡수의 시프트를 발생시키는 점을 나노 구조의 스펙트럼으로부터 알 수 있다. 도 9는, 비교예 1 및 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 복합체를 UV-vis 스펙트라(330, Perkin-Elmer, USA)로 측정한 흡광도 결과를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 반응시간이 증가할수록 흡수 스펙트럼 내의 590nm에서 430nm의 블루 시프트(Blue-shift)가 보여지고, 이는 나노 복합체의 크기 및 모폴로지가 변화함을 의미한다. 두개의 피크로부터 각각 구리와 은의 존재를 확인할 수 있다. 또한, 반응 시간이 증가할수록 흡수 피크의 강도가 증가하는 것은 나노 복합체의 크기의 증가에 의한 것으로 보여지고, 흡수 피크의 폭이 좁아지는 것은, 반응 시간이 증가할수록 나노 복합체 내 은의 분율(Fraction)이 상당히 증가하는 것으로부터 기인하며, 또한 나노 구조가 잘 분산됨을 가리킨다.It can be seen from the spectrum of the nanostructure that the bonding of silver on copper causes shift of absorption of light in the visible light region. FIG. 9 shows the absorbance results of the nanocomposites prepared in Comparative Example 1 and Examples 1 to 3, as measured by UV-vis spectra (330, Perkin-Elmer, USA). Referring to FIG. 9, as the reaction time increases, a blue shift of 430 nm at 590 nm in the absorption spectrum is shown, which means that the size and morphology of the nanocomposite are changed. The existence of copper and silver can be confirmed from two peaks. As the reaction time increases, the increase in the intensity of the absorption peak appears to be due to the increase in the size of the nanocomposite. The narrowing of the absorption peak width means that the fraction of silver in the nanocomposite increases as the reaction time increases ≪ / RTI > and also indicates that the nanostructures are well dispersed.

도 10 내지 12는, 각각 실시예 1 내지 3에서, 유리 기판 상에 수집된 나노 복합체의 저배율, 고배율 주사 전자 현미경 이미지이다.10 to 12 are low magnification, high magnification SEM images of the nanocomposites collected on glass substrates in Examples 1 to 3, respectively.

도 10에 나타나듯이, 반응 시간이 30초로 설정되었을 때(실시예 1), 작은 입자들 사이의 충돌 때문에 제조된 나노 구조는 합쳐졌다. 이는 작은 입자들이 용액의 전기 분사에 의해 액상(하이드로졸)에서 기상(에어로졸)로 이동할 때, 상당한 확산의 증가(약 103 배) 때문이고, 이는 상기 전기 분사가 입자들이 기판에 닿기 전에 그들 사이의 충돌을 상당히 증가시키기 때문이다. 실시예 2 및 3과 같이 반응 시간을 120초에서 300초까지 증가시키면 상당한 크기와 모양의 변화를 가져온다. 120초의 반응 시간의 경우(실시예 2), 도 11과 같이, 키토산 매트릭스와 연결된 금속 입자가 가늘고 긴 모양을 가졌으며, 반응 시간이 300초인 경우(실시예 3), 도 12와 같이, 보다 큰 크기의 구조가 형성되었고, 크기의 편차가 120초의 반응 시간으로 제조된 입자와 비교하여 증가하였다. 이는 더 큰 크기의 입자들이 합쳐지고, 전기 분사 과정 동안 상당히 큰 응집된 구조가 형성되었음을 나타낸다.As shown in Fig. 10, when the reaction time was set to 30 seconds (Example 1), nanostructures produced due to collisions between small particles were combined. This is because of the significant increase in diffusion (about 10 3 times) when the small particles move from the liquid phase (aerosol) to the gas phase (aerosol) by electro-spraying of the solution, Since the collision between the two can be significantly increased. Increasing the reaction time from 120 seconds to 300 seconds as in Examples 2 and 3 leads to significant size and shape changes. As shown in FIG. 11, in the case of the reaction time of 120 seconds (Example 2), the metal particles connected to the chitosan matrix had an elongated shape and the reaction time was 300 seconds (Example 3) Sized structures were formed and the size variation was increased compared to particles prepared with a reaction time of 120 seconds. This indicates that particles of larger size are aggregated and a fairly large agglomerated structure is formed during the electrospray process.

도 13은 실시예 1 내지 3에서, 유리 기판 상에 수집된 나노 복합체의 에너지 분산형 분광 분석(EDX) 이미지이다. 도 13에서 보여지는 바와 같이, 반응 시간이 증가될수록 은과 키토산 사이의 분율이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.13 is an energy dispersive spectroscopic (EDX) image of the nanocomposite collected on a glass substrate in Examples 1-3. As shown in FIG. 13, it was confirmed that as the reaction time was increased, the fraction between silver and chitosan increased.

도 14는 유리 기판 상에 수집된 나노 복합체와 키토산의 FT-IR 측정 장비(IFS 66/S, Bruker Optics, Germany)를 이용하여 FT-IR을 측정한 결과이다. 상기 FT-IR 측정 결과로부터 키토산의 아미노 또는 하이드록시기와 구리 나노입자에 부착된 은(Ag) 사이의 결합에 의하여 나노 번치가 키토산과 잘 결합되어 있음을 확인할 수 있었다. FIG. 14 shows the results of FT-IR measurement using FT-IR measurement equipment (IFS 66 / S, Bruker Optics, Germany) of the nanocomposite and chitosan collected on a glass substrate. From the results of the FT-IR measurement, it was confirmed that the nanobunts were well bound to chitosan by the bond between the amino or hydroxy group of chitosan and the silver attached to the copper nanoparticles.

도 15는 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 복합체를 "Cu-Ag" 글씨가 프린트된 흰색 종이 위의 유리 기판 상에 전기 분사에 의하여 코팅 한 후 촬영한 사진이다. 항균 코팅은 일반적인 위생에 매우 중요할 뿐만 아니라 터치 패널 등의 전자 기기의 물리적 접촉으로부터의 감염을 막을 수 있는 기능적 코팅이다. 따라서, 키토산으로 둘러싸인 나노 번치의 투명도를 테스트하였다. 도 15에 나타나듯이, 키토산으로 둘러싸인 구리-은 나노 번치들의 코팅은 반응 시간의 증가에 따라 상이한 투명성을 가졌으며, "Cu-Ag" 글씨가 시각적으로 확인되었다. 이는 코팅이 투명함을 가리킨다. 상기 유리판 상의 코팅의 두께는 약 60㎛이었다. 상기 코팅물의 상대 투광도(Relative Opacity, E)를 핸드헬드 크로마미터기 (Handheld Chromameter, CL-200A, Konica Minolta Americas Ins., US)로 측정하였다. 그 결과, 실시예 1 내지 3의 경우, E값은 각각 3.5, 10.82, 25.73으로 측정되었고, 헤이즈 값은 각각 1.31%, 3.82%, 4.66%로 측정되었다. 도 16은 모바일 터치 스크린 패널을 포함하는 투명도를 테스트한 다른 예이다. FIG. 15 is a photograph of the nanocomposite prepared in Examples 1 to 3 coated on a glass substrate on a white paper printed with "Cu-Ag" The antimicrobial coating is not only very important for general hygiene but also is a functional coating that can prevent infection from physical contact of electronic devices such as touch panels. Therefore, the transparency of the nano bran surrounded by chitosan was tested. As shown in Fig. 15, the coating of the copper-silver nanotubes surrounded by chitosan had different transparency with increasing reaction time, and the "Cu-Ag" text was visually confirmed. This indicates that the coating is transparent. The thickness of the coating on the glass plate was about 60 mu m. Relative opacity E of the coating was measured with a handheld chroma meter (CL-200A, Konica Minolta Americas Ins., US). As a result, for Examples 1 to 3, the E values were measured as 3.5, 10.82, and 25.73, respectively, and the haze values were measured as 1.31%, 3.82%, and 4.66%, respectively. Figure 16 is another example of testing transparency including a mobile touch screen panel.

도 17은 본 출원의 실시예 및 비교예에서 제조된 나노 복합체의 항균성 평가에 대한 결과이다. 상기 항균성 평가는, 박테리아(E.coli 25922)의 성장 억제 정도를 측정하였고, 구체적으로, 37℃ 온도 조건에서 루리아-부용(Luria-Broth) 내에서 하루 동안 대장균을 증식시켰고, 2시간동안 37℃ 온도를 유지하면서 광 밀도(Optical Density)를 측정하여 박테리아 수는 약 106 cfu/mL로 표준화되었다. 50mL의 대장균 부용(Broth) 앨리쿼트(aliquot)가 실시예에서 제조된 나노 번치 표면에 부어졌으며, 37℃ 에서 10 내지 300분 동안 유리로 덮었다. 시간이 지난 후에, 시편은 1.0 wt%의 트윈 용액(Tween Solution)과 0.9 wt% 염화나트륨 용액으로 세척되었고, 40㎕의 앨리쿼트가 추출되었으며, 한천 배지(Nutrient Agar Plate)로 옮겨졌으며, 콜로니의 수를 측정하기 전에 37℃ 온도에서 16시간동안 배양하였다. 최소 억제 농도(Minimum Inhibitory Concentration)는 배양 후 24 시간 후에 한천 배지 내의 대장균(E. coli) 및 황색포도상구균(S. aureus)을 이용하여 얻었다. 17 shows the results of the evaluation of the antibacterial activity of the nanocomposite prepared in the examples and comparative examples of the present application. The antimicrobial activity was evaluated by measuring the degree of inhibition of growth of bacteria (E. coli 25922), specifically, E. coli was proliferated in Luria-Broth for one day at 37 ° C temperature condition, The optical density was measured while maintaining the temperature, and the number of bacteria was normalized to about 10 6 cfu / mL. 50 mL of a broth aliquot was poured onto the surface of the nano-bran prepared in Example and covered with glass for 10 to 300 minutes at 37 占 폚. After a period of time, the specimens were washed with 1.0 wt% Tween Solution and 0.9 wt% sodium chloride solution, 40 μl aliquots were extracted, transferred to a Nutrient Agar Plate, Lt; RTI ID = 0.0 > 37 C < / RTI > for 16 hours. Minimum Inhibitory Concentration was obtained using E. coli and S. aureus in agar medium 24 hours after incubation.

도 17로부터 알 수 있듯이, 실시예에서 제조된 나노 번치들은 대장균의 성장을 상당히 억제할 수 있음을 확인하였다. 평가 중에, 물은 키토산을 팽창시켰으며, 키토산 매트릭스를 통한 배지(Culture Media)로의 금속 이온의 이동을 증가시키고 박테리아의 성장을 억제하였다. 측정된 E. coli 배지의 단위 부피 당 집락 형성 단위(Colony-Forming Units) (cfu/mL)는 나노 번치 농도의 증가와 함께 상당히 감소하였다. 1.5 시간 배양 시간 후에 90μg/mL의 농도에서 50% 미만의 박테리아가 모든 경우에 발견되었다. 특히, 실시예 2와 같이 120초의 반응 시간의 경우 오직 1시간 배양 후에 10μg/mL의 농도에서 50%의 증식이 억제되었다. 나노 번치 표면의 부식(Corrosion)은 항균 활성(Antimicrobial Activity)의 원인이 되며, 이는 항균 거동을 뒷받침하는 나노 번치 표면에서의 수분 확산 때문이다. 따라서 120초의 반응 시간의 더 작은 크기의 나노 번치는 300초의 반응 시간의 경우와 비교되었으며, 더 나은 항균 활성을 나타내었다. 이는, 젖은 배지 내에서의 금속 이온(거의 은 이온)과 입자의 확산이 입자의 크기와 반비례하기 때문이다. 또한, 이는 도 18의 나노 번치의 배지 성장 프로파일과 일치한다. 그러므로 나노 번치 제조의 반응 시간의 조절은 박테리아의 성장 억제뿐만 아니라 박테리아의 성장 속도를 조절할 수 있음을 확인하였다.As can be seen from FIG. 17, it was confirmed that the nano-branes prepared in the Examples can significantly inhibit the growth of E. coli. During the evaluation, the water expands the chitosan and increases the migration of metal ions to the culture medium through the chitosan matrix and inhibits bacterial growth. Colony-forming units (cfu / mL) per unit volume of the measured E. coli medium decreased significantly with increasing nano-bunch concentration. Less than 50% of bacteria were found in all cases at a concentration of 90 μg / mL after a 1.5 hour incubation time. In particular, as in Example 2, at a reaction time of 120 seconds, 50% proliferation was inhibited at a concentration of 10 mu g / mL after only 1 hour of incubation. Corrosion of the nano-benthic surface causes antimicrobial activity, which is due to the diffusion of moisture from the surface of the nano-bran surface to support the antibacterial behavior. Therefore, the smaller size nanobunks with a reaction time of 120 seconds were compared with those with a reaction time of 300 seconds and exhibited better antimicrobial activity. This is because the diffusion of metal ions (mostly silver ions) and particles in wet media is inversely proportional to the size of the particles. This also coincides with the growth profile of the nano bran in Fig. Therefore, it was confirmed that the control of the reaction time of the nano-blanche production can control the growth rate of the bacteria as well as the growth of the bacteria.

도 19는 실시예 및 비교예에서 제조된 나노 복합체의 항균성을 커비-바우어 디스크 확산법(Kirby-Bauer Disc Diffusion Method)을 이용하여 측정한 결과이다. 도 19에 나타나듯이, 디스크 주변의 억제 영역은 보다 선명해지고, 나노 번치가 증착된 탄소 섬유 디스크가 배지 상에 위치할 때 명확히 관찰되었다. 19 shows the results of measurement of antimicrobial activity of the nanocomposites prepared in Examples and Comparative Examples using Kirby-Bauer Disc Diffusion Method. As shown in Fig. 19, the suppression region around the disc became clearer and clearly observed when the carbon fiber disc on which the nano-blanket was deposited was placed on the medium.

도 20은 비교예 2에서 제조된 정제된 구형의 은 나노 입자와 실시예 2에서 제조된 구리-은 나노 번치들의 상이한 질량 농도(0 내지 90μg/mL)에서의 항균성을 평가한 결과 그래프이다. 구체적으로, 도 20은 실시예 2에서 제조된 나노 번치의 자화율 상수 Z(Susceptibility Constant Z, mL/㎍)를 측정하였고, 상기 나노 번치와 약 94 nm의 거의 동일한 평균 측면 치수의 구형의 은 나노 입자의 자화율 상수 Z와 비교하여 대장균에 대한 나노 번치의 항균성을 추가로 평가한 결과이다. 또한, 도 20의 삽화는 상기 나노 복합체의 항균성 평가의 결과이다. 결론적으로, 더욱 활성화된 항균 물질은 높은 자화율 상수 Z를 가지고, 이는 박테리아가 이들 물질에 대한 더 큰 민감도를 가지는 것을 의미한다. 구리-은 나노 번치들 및 은 나노 입자와의 관계에서 박테리아의 평균 Z값은 각각 0.0745 mL/㎍ 및 0.0297 mL/㎍로 측정되었다. FIG. 20 is a graph showing the results of evaluating antimicrobial activity of the purified spherical silver nanoparticles prepared in Comparative Example 2 and the copper-silver nanobunes prepared in Example 2 at different mass concentrations (0 to 90 μg / mL). 20 shows the susceptibility constant Z (mL / ㎍) of the nano bran prepared in Example 2, and the spherical silver nanoparticles having approximately the same average lateral dimension of about 94 nm And the antimicrobial activity of the nano bran against Escherichia coli was further evaluated. The illustration of Fig. 20 is the result of the evaluation of the antimicrobial activity of the nanocomposite. In conclusion, more active antimicrobial materials have a high susceptibility constant, Z, which means that the bacteria have greater sensitivity to these materials. The average Z values of the bacteria in relation to the copper-silver nanotubes and silver nanoparticles were measured at 0.0745 mL / 및 and 0.0297 mL / 각각 respectively.

또한, 실시예 2에서 제조된 나노 번치의 대장균(E.coli) 및 황색포도상구균(Staphylococus aureus 25923)에 대한 항균 물성을 순수 키토산, 은 나노입자 및 구리-은 나노입자 샘플(10 내지 90μg/mL, 약 90nm의 측면 치수)과 비교하여 항균성을 평가하였으며, 항균제의 살균 효과를 결정하는 표준 측정 방법인 최소 억제 농도(Minimal Inhibitory Concentration, MIC)를 이용하여 평가하여 표 1에 나타내었다. In addition, the antibacterial properties against the nano-benthic E. coli and Staphylococcus aureus 25923 prepared in Example 2 were evaluated using pure chitosan, silver nanoparticles and copper-silver nanoparticle samples (10-90 μg / mL , Side dimension of about 90 nm), and the antibacterial activity was evaluated using the minimum inhibitory concentration (MIC), a standard measurement method for determining the bactericidal effect of the antibacterial agent.

MIC(㎍/mL)MIC ([mu] g / mL) 키토산Chitosan 은 나노입자
(비교예 2)
Silver nanoparticles
(Comparative Example 2)
구리-은 나노입자
(비교예 3)
Copper-silver nanoparticles
(Comparative Example 3)
구리-은-키토산 나노 번치
(실시예 2)
Copper-silver-chitosan nanobranch
(Example 2)
E.coliE. coli 50.150.1 45.845.8 16.516.5 8.68.6 S. aureusS. aureus 52.252.2 45.845.8 17.317.3 9.99.9

그 결과, 실시예 2의 나노 번치는 키토산, 은 나노입자, 및 구리-은 나노입자 샘플의 MIC 값보다 낮은 MIC값을 나타내며, 따라서, 우수한 항균성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 나아가 양쪽 모두의 항균 활성은 두개의 박테리아 셀에서 어떠한 상당한 차이도 보이지 않았다. 도 21은 실시예 2에서 제조된 나노 번치와 순수 키토산, 은 나노입자 및 구리-은 나노입자 샘플로 처리된 박테리아 세포 현탁액 내의 세포 내 활성 산소 종의 생성을 측정한 그래프이다. 도 21과 같이, 항균 활성을 뒷받침 하기 위하여, 실시예의 나노 번치에 대한활성 산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)의 수준을 측정하여 순수 키토산, 은 나노 입자, 구리-은 나노 입자 샘플과 비교하였다. 이는, 활성 산소종 분석은 세포적 산화적 스트레스의 지표로 작용하는 과산화물 음이온(Superoxide Anion), 히드록시 라디칼(Hydroxyl Radical) 및 과산화 수소(Hydrogen Peroxide)의 집단 마커(Collective Marker)로서 사용되기 때문이다.As a result, it was confirmed that the nano-bran of Example 2 exhibited an MIC value lower than the MIC value of the chitosan, silver nanoparticle, and copper-silver nanoparticle sample, and thus exhibited excellent antimicrobial activity. Furthermore, both antimicrobial activities showed no significant difference in the two bacterial cells. 21 is a graph showing the production of intracellular reactive oxygen species in the bacterial cell suspension treated with the nano-bran, pure chitosan, silver nanoparticle and copper-silver nanoparticle sample prepared in Example 2. Fig. As shown in FIG. 21, in order to support the antibacterial activity, levels of reactive oxygen species (ROS) for the nano-blanks of the examples were measured and compared with pure chitosan, silver nanoparticles and copper-silver nanoparticles samples. This is because the analysis of reactive oxygen species is used as a collective marker of superoxide anion, hydroxyl radical and hydrogen peroxide which serve as an index of cellular oxidative stress .

도 21에 나타나듯이, 실시예 2의 나노 번치를 향한 박테리아 세포들의 응답에 의한 형광 강도의 측정을 통하여, 세포 내 활성 산소종의 생성은 H2DCFDA (2`, 7`-Dichlorodihydrofluorescein Diacetate)에 의해 결정된다. As shown in FIG. 21, through the measurement of fluorescence intensity due to the response of bacterial cells to the nano-blanche of Example 2, the production of intracellular reactive oxygen species was induced by H 2 DCFDA (2`, 7`-Dichlorodihydrofluorescein Diacetate) .

도 21을 참조하면, 4시간 배양 후에, 다른 샘플보다 더 큰 활성 산소종 값이 나노 번치 처리된 박테리아 세포에서 검출되었으며, 이는 나노 번치 처리로 인한 더 많은 양의 활성 산소종의 기인하여 세포막, 단백질 구조 및/또는 세포내 시스템이 더욱 손상을 받았음을 확인할 수 있었다. 따라서 이들 결과는 박테리아 성장의 억제를 위한 자유 라디칼의 생성을 뒷받침한다.21, after 4 hours of incubation, larger reactive oxygen species values than the other samples were detected in the nano-benthic treated bacterial cells because of the higher amount of reactive oxygen species resulting from the nano-benthic treatment, Structure and / or intracellular system was further damaged. These results therefore support the generation of free radicals for the inhibition of bacterial growth.

고분자가 코팅된 금속 입자가 또한 바이오 의약품에서도 주목받고 있기 때문에, 나노 번치들의 세포독성이 추가로 평가되었다. 도 22는 순수한 키토산 입자, 정제된 비교예 3에서 제조된 구리-은 나노입자 샘플 및 실시예 1 내지 3에서 제조된 나노 번치들의 상이한 질량 농도(0 내지 90μg/mL)에 따른 HEK 293 셀 내의 세포 독성을 측정한 결과이다.Because polymer-coated metal particles are also attracting attention in biopharmaceuticals, the cytotoxicity of nanobunts is further evaluated. Fig. 22 shows the results of the measurement of the concentration of the chitosan particles in HEK 293 cells according to different mass concentrations (0-90 [mu] g / mL) of pure chitosan particles, the copper-silver nanoparticle samples prepared in purified Comparative Example 3 and the nano- It is the result of measuring toxicity.

나노 번치들은 인간 배아 신장 세포(HEK 293)에서 24시간 동안 배양되었고, 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-Diphenyltetrazolium Bromide(MTT) 분석을 이용하여 나노 번치 샘플이 존재하는 배양 세포 내의 세포의 생존율을 측정하였다. 도 22에 보여지는 바와 같이, 키토산이 결합되어 있지 않은 순수한 구리-은 나노 입자의 경우 90㎍/mL 농도에서 약 17% 세포 생존율을 나타내었고, 반면에 실시예 1 내지 3에서 제조된 키토산이 결합된 나노 번치들은 90㎍/mL 농도에서 74% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 비록 순수한 구리-은 나노입자들은 금속 성분을 방출하였고, 명확히 세포독성에 기여하였으나, 키토산으로 둘러싸인 나노 번치들의 방출 분율은 세포에 상당히 영향을 미치지 않았으며, 이는 키토산 층의 생체 적합성 때문이다. 즉, 상기 결과로부터, 본 출원에 따른 나노 복합체는 박테리아에 대한 우수한 항균 효과를 가지면서도, 순수 금속 나노 입자들보다 우수한 생체 적합성도 가진다는 것을 확인할 수 있었다.The nano-bran were cultured in human embryonic kidney cells (HEK 293) for 24 hours and analyzed using 3- (4,5-Dimethylthiazol-2-yl) -Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) Cell viability was measured. As shown in FIG. 22, the pure copper-silver nanoparticles to which chitosan was not bound showed a cell viability of about 17% at a concentration of 90 μg / mL, whereas the chitosan- Nano-benthic cells showed cell viability of 74% or more at a concentration of 90 μg / mL. Though pure copper-silver nanoparticles released metal and clearly contributed to cytotoxicity, the release fraction of nanobunes surrounded by chitosan did not significantly affect the cells, because of the biocompatibility of the chitosan layer. That is, from the above results, it was confirmed that the nanocomposite according to the present application has superior biocompatibility to pure metal nanoparticles while having an excellent antibacterial effect against bacteria.

한편, 구리 입자의 수집 양을 확인하기 위하여 실시예와 비교예 4를 통하여 초음파 조사 장치가 있는 경우 및 없는 경우의 입자 분포를 측정하였다. 그 결과, 실시예의 경우 초음파 조사 과정에서 대부분의 유입되는 구리 입자는 96.8%의 포획 효율로 수용액 내에 포획되었다. 이는 용액의 표면에 도달하기 전에 버블 내부가 찢어져 거의 모든 구리 입자의 하이드로졸화를 유발하기 때문이다.On the other hand, in order to confirm the collection amount of the copper particles, the particle distribution in the case of the presence and absence of the ultrasonic wave irradiation device was measured through the example and the comparative example 4. [ As a result, in the case of the examples, most of the incoming copper particles in the ultrasonic irradiation process were trapped in the aqueous solution with a capture efficiency of 96.8%. This is because the inside of the bubble tears before reaching the surface of the solution, causing the hydrousolization of almost all the copper particles.

10: 방전부
11: 도전성 로드
12: 전원부
20: 반응조
21: 기포 제거 장치
30: 저장부
10: discharge unit
11: conductive rod
12:
20: Reactor
21: Air bubble removing device
30:

Claims (15)

표준 환원 전위 값이 0.6 V 미만인 제 1 금속을 포함하는 시드; 및 상기 시드를 둘러싸고 있으며 표준 환원 전위 값이 0.6 V 이상인 제 2 금속을 포함하는 코어; 및 상기 코어를 둘러싸고 있고, 생체 적합성 고분자를 포함하는 쉘을 포함하고,
상기 제 1 금속은 구리, 니켈, 코발트, 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 제 2 금속은 은, 금, 팔라듐, 루테늄, 로듐, 및 백금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 프랙탈 차원 값이 1.6 내지 2.8인 나노 복합체.
A seed comprising a first metal having a standard reduction potential value of less than 0.6 V; And a second metal surrounding the seed and having a standard reduction potential value of 0.6 V or higher; And a shell surrounding the core, the shell comprising a biocompatible polymer,
Wherein the first metal includes at least one selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, and iron,
Wherein the second metal comprises at least one selected from the group consisting of silver, gold, palladium, ruthenium, rhodium, and platinum, and wherein the fractal dimension value is 1.6 to 2.8.
제 1 항에 있어서, 제 1 금속의 이온화 경향이 제 2 금속의 이온화 경향보다 큰 나노 복합체.The nanocomposite according to claim 1, wherein the ionization tendency of the first metal is larger than the ionization tendency of the second metal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 생체 적합성 고분자는, 천연고분자, 방향족 또는 헤테로고리 고분자, (메타)아크릴 고분자, 양이온성 공액 고분자, 폴리실록산, 천연고분자 모방 고분자, 및 페놀 및 벤조산 각각의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 나노 복합체.The biocompatible polymer of claim 1, wherein the biocompatible polymer is selected from the group consisting of a natural polymer, an aromatic or heterocyclic polymer, a (meth) acrylic polymer, a cationic conjugated polymer, a polysiloxane, a natural polymer mimetic polymer, and derivatives of phenol and benzoic acid, A nanocomposite comprising at least one. 제 1 항에 있어서, 생체 적합성 고분자는, 키토산(Chitosan), 카테킨(Catechin), 플라보노이드(Flavonoids), 락토페린(Lactoferin), 락토페록시다제(Lactoperoxidase), 피톤치드(Phytoncide), 리소자임(Lysozyme), 오보트란스페린(Ovotransferrin), 아비딘(Avidin), 오보플라보프로테인 (Ovoflavoprotein), 오보뮤코이드(Ovomucoid), 시스타틴(Cystatin), 니신(Nisin), 페디오신(Pediocin), e-폴리리신(e-polylysine), 폴리페놀, 폴리헥사메틸렌 구아니딘, 폴리헥사메틸렌구아니딘 염산염, 폴리헥사메틸렌구아니딘 인산염, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘 염산염, 폴리헥사메틸렌바이구아니딘 인산염, 폴리비닐피리딘, 폴리-2메틸-5-비닐피리딘, 폴리비닐피로리돈 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 나노 복합체.The biocompatible polymer of claim 1, wherein the biocompatible polymer is selected from the group consisting of Chitosan, Catechin, Flavonoids, Lactoferin, Lactoperoxidase, Phytoncide, Lysozyme, Ovotransferrin, Avidin, Ovoflavoprotein, Ovomucoid, Cystatin, Nisin, Pediocin, e-polylysine (e- polylysine, polylysine, polyphenol, polyhexamethylene guanidine, polyhexamethylene guanidine hydrochloride, polyhexamethylene guanidine phosphate, polyhexamethylene biguanidine, polyhexamethylene biguanidine hydrochloride, polyhexamethylene biguanidine phosphate, polyvinylpyridine, poly-2 Methyl-5-vinylpyridine, polyvinylpyrrolidone, and copolymers thereof. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항의 나노 복합체가 분산되어 있는 코팅용 조성물.The coating composition according to any one of claims 1, 2, 6, and 7, wherein the nanocomposite is dispersed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 서로 이격 배치되어 간격을 형성하고 있으며, 구리, 니켈, 코발트, 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 제 1 금속을 포함하는 한 쌍의 도전성 로드 및 상기 도전성 로드에 각각 전압을 인가하여 상기 한 쌍의 도전성 로드로부터 전이 금속 나노 입자를 발생시키는 단계; 및
상기 발생된 전이 금속 나노 입자를 은 전구체 및 생체 적합성 고분자가 혼합된 용액에 침지하고, 반응시켜 나노 복합체를 형성하는 단계를 포함하는 제 1 항의 나노 복합체의 제조방법.
A pair of conductive rods spaced apart from each other and spaced from each other and including a first metal including at least one selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, and iron, and a conductive rod, Generating transition metal nanoparticles from a pair of conductive rods; And
And immersing the generated transition metal nanoparticles in a solution containing a silver precursor and a biocompatible polymer and reacting them to form a nanocomposite.
제 13 항에 있어서, 반응은 30초 내지 5분간 수행되는 나노 복합체의 제조방법.14. The method of claim 13, wherein the reaction is performed for 30 seconds to 5 minutes. 제 13 항에 있어서, 반응은 초음파 조사 조건 하에서 수행되는 나노 복합체의 제조방법.14. The method of claim 13, wherein the reaction is performed under ultrasonic irradiation conditions.
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