KR102067819B1 - Method of stabilization of nanostructures - Google Patents

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KR102067819B1 KR1020170143871A KR20170143871A KR102067819B1 KR 102067819 B1 KR102067819 B1 KR 102067819B1 KR 1020170143871 A KR1020170143871 A KR 1020170143871A KR 20170143871 A KR20170143871 A KR 20170143871A KR 102067819 B1 KR102067819 B1 KR 102067819B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법은 pH에 따른 나노 입자의 표면 전위를 확인하는 단계, 상기 나노 입자의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 중성화시켜 형성된 제1 입자의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자를 침전시키는 단계 및 상기 중성 입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안정화 입자를 형성하는 단계는, 상기 중성 입자를 분리된 제2입자를 형성하며, 상기 제2 입자의 표면에 상기 제2 고분자전해질을 이온결합시키는 단계이다. Method of stabilizing the nanostructures according to an embodiment of the present invention to determine the surface potential of the nanoparticles according to the pH, by providing a first polymer electrolyte having a charge opposite to the surface potential of the nanoparticles to neutralize the nanoparticles And depositing neutral particles covalently linked to the repeating units of the first particles, and providing stabilized particles by providing the neutral particles with a second polymer electrolyte having an opposite charge of the first polymer electrolyte. The forming of the stabilized particles may include forming second particles separated from the neutral particles, and ion-bonding the second polymer electrolyte to the surface of the second particles.

Description

나노 구조체의 안정화 방법{Method of stabilization of nanostructures}Method of stabilization of nanostructures

본 발명은 나노 구조체의 안정화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 고분자전해질을 이용하여 기포발생을 억제하고, 물 등의 용매에서 안정화 능력을 향상시킬 수 있는 나노 구조체의 안정화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for stabilizing nanostructures, and more particularly, to a method for stabilizing nanostructures that can suppress bubble generation by using a plurality of polymer electrolytes and improve stabilization in a solvent such as water.

나노 기술은 나노 구조물의 분석, 제어, 합성 등 전 과정을 나노 수준(100nm 이하)에서 제어하는 기술 집적도가 매우 높은 기술로서 기존의 기술 분야(물리, 화학, 재료, 전자, 생물 등)를 횡적으로 연결하는 학문간 경계를 뛰어넘는 학제간 연결이 필요한 기술입니다. Nanotechnology is a highly integrated technology that controls the entire process of analyzing, controlling, and synthesizing nanostructures at the nano level (under 100 nm), and is widely used in existing technical fields (physics, chemistry, materials, electronics, biology, etc.). It is a skill that requires interdisciplinary connections that cross boundaries between connecting disciplines.

또한 나노 기술은 재료, 전자, 광학, 에너지, 우주항공, 의학 등 거의 모든 산업분야에 영향을 미치는 폭넓은 파급성을 가지며 또한 에너지효율을 극대화하고 오염을 방지하고 제거하는데 유용한 친환경 기술이다. Nanotechnology also has a wide range of impacts on almost all industries, including materials, electronics, optics, energy, aerospace and medicine, and is also an environmentally friendly technology that helps to maximize energy efficiency, prevent and eliminate pollution.

따라서 나노 기술은 기존산업과 융합하여 혁신적인 소재, 부품이나 시스템 제조 등 새로운 산업과의 상승적 융합을 통해 경쟁력을 강화시킬 수 있다. Thus, nanotechnology can be integrated with existing industries to enhance competitiveness through synergistic convergence with new industries, such as the manufacture of innovative materials, components or systems.

나노 기술에 사용되는 나노 재료는 상기와 같은 효과로 인해 광범위한 관심을 받고 있으나, 나노 입자 응집 현상으로 인해 그 공업화 생산과정에서 장애를 받고 있다. Nanomaterials used in nanotechnology have received widespread attention due to the above effects, but are hindered in the industrial production process due to nanoparticle aggregation.

나노 입자의 응집은 나노 입자의 제조, 분리, 처리, 및 보존과정에서 상호 연접하는 나노 입자 간의 응집현상을 말한다. 여기서 응집현상은 나노 입자끼리 결합하여 비교적 큰 입자로 형성되는 것을 말한다. Aggregation of nanoparticles refers to agglomeration between nanoparticles that are interconnected in the manufacture, separation, processing, and preservation of nanoparticles. Aggregation here refers to the formation of relatively large particles by bonding nanoparticles.

상기와 같이 응집현상이 발생한 나노 입자는 나노 입자의 활성을 저하시킬 수 있고, 성능에 영향을 미치며, 나노 재료의 혼합, 균일화, 포장 등 모든 분야에 걸쳐 큰 불편을 주고 있다. As described above, the nanoparticles in which the agglomeration occurs may decrease the activity of the nanoparticles, affect performance, and cause great inconveniences in all fields such as mixing, homogenizing, and packing of nanomaterials.

나노 입자의 응집을 발생시키는 원인은 여러 가지가 있지만 예를 들어 설명하면, 우선 나노화 과정에서 형성되는 나노 입자의 표면에 정전하 또는 부전하가 누적되고 이러한 대전 입자가 안정화를 위해 서로 끌어 당겨 나노 입자끼리의 응집을 발생시킬 수 있다. There are many causes of agglomeration of nanoparticles, but for example, first, electrostatic or negative charges accumulate on the surface of nanoparticles formed during nanoning, and these charged particles are attracted to each other for stabilization. Aggregation may be caused.

그리고, 재료의 나노화 과정에서 나노 입자는 기계적 에너지, 열 에너지 등을 흡수할 수 있기 때문에 나노 입자의 표면은 높은 표면 에너지를 갖을 수 있다. 따라서 높은 표면 에너지를 갖는 나노 입자는 표면 에너지를 낮춰 안정화되기 위해 상호 응집이 발생할 수 있다. In addition, since the nanoparticles may absorb mechanical energy, thermal energy, etc. in the process of nanomaterialization, the surface of the nanoparticles may have high surface energy. Therefore, nanoparticles having high surface energy may generate mutual aggregation to stabilize the surface energy.

또한, 나노 입자는 일정의 입경 이하가 되면, 입자 간의 거리가 극히 짧아져 나노 입자 간의 반데르발스 힘이 입자 자신의 중력보다 크기 때문에 입자 상호가 응집되는 현상이 발생할 수 있다. In addition, when the nanoparticles are smaller than a predetermined particle diameter, the distance between the particles becomes extremely short, and the phenomenon that the particles mutually aggregate may occur because the van der Waals force between the nanoparticles is larger than the gravity of the particles themselves.

또한, 나노 입자 표면의 수소결합, 습기흡착 및 기타 화학결합으로 입자 간의 응집 현상이 용이하게 발생할 수 있다. In addition, agglomeration between particles may easily occur due to hydrogen bonding, moisture adsorption, and other chemical bonding on the surface of the nanoparticles.

이와 같이, 응집이 발생이 용이한 나노 입자는 전술한 문제점이 발생할 수 있기 때문에 안정화를 시켜줄 필요성이 존재한다. As such, there is a need for stabilization of the nanoparticles that are prone to aggregation because the aforementioned problems may occur.

나노 입자를 안정화하는 방법에는 매개물 안정화, 기계교반 안정화, 초음파 안정화, 정전안정화, 안정화제 안정화, 표면처리 안정화 등이 존재한다. Methods of stabilizing nanoparticles include media stabilization, mechanical stirring stabilization, ultrasonic stabilization, electrostatic stabilization, stabilizer stabilization, surface treatment stabilization, and the like.

이중에서 종래의 안정화제 안정화나, 표면 처리 안정화 방법은 나노 입자의 표면 전위에 따른 계면활성제를 사용하여 안정화를 시켰다. 상기한 경우, 나노 입자가 공정 중 깨지기 때문에 새로운 표면이 형성되어 필요한 계면활성제의 양을 정확히 맞추는 것이 불가능하고, 나노입자의 표면에서 탈착하거나 과량으로 넣어준 계면활성제에 의한 기포가 발생하여 공정을 방해할 수 있었다. Among them, the conventional stabilizer stabilization or surface treatment stabilization method was stabilized using a surfactant according to the surface potential of the nanoparticles. In this case, because the nanoparticles are broken during the process, a new surface is formed and it is impossible to accurately match the required amount of the surfactant, and bubbles generated by the surfactant desorbed or excessively generated from the surface of the nanoparticles prevent the process. Could.

다른 방법으로, 비이온성 계면활성제를 사용하는 경우, 표면전위를 유지할 수 있어서 일시적으로 재분산을 돕지만 역시 기포가 발생되는 문제점을 억제할 수 없었다. Alternatively, in the case of using a nonionic surfactant, the surface potential can be maintained to help redispersion temporarily, but it is also not possible to suppress the problem of bubbles.

게다가 고분자 전해질(polyelectroltyte)을 하나만을 이용한 나노 입자의 안정화는 거품의 발생은 억제하지만 나노 입자의 표면 전위를 중성으로 만들어 재분산이 곤란하다는 단점이 존재한다 In addition, the stabilization of nanoparticles using only one polyelectroltyte suppresses the generation of bubbles, but it has a disadvantage in that it is difficult to redistribute by neutralizing the surface potential of the nanoparticles.

따라서 나노 입자를 안정화시키는 경우, 기포발생을 억제하고, 재분산 능력을 향상시킬 있는 방법이 필요한 실정이다. Therefore, when stabilizing the nanoparticles, there is a need for a method for suppressing bubble generation and improving redispersibility.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 고분자전해질을 이용하여 기포발생을 억제하고, 재분산 능력을 향상시킬 수 있는 나노 구조체의 안정화 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for stabilizing nanostructures that can suppress the generation of bubbles by using a plurality of polymer electrolytes, and improve the redispersibility.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법은 pH에 따른 나노 입자의 표면 전위를 확인하는 단계, 상기 나노 입자의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 중성화시켜 형성된 제1 입자의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자를 침전시키는 단계 및 상기 중성 입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안정화 입자를 형성하는 단계는, 상기 중성 입자를 분리해 제2입자를 형성하며, 상기 제2 입자의 표면에 상기 제2 고분자전해질을 이온결합시키는 단계이다. In order to achieve the above technical problem, the stabilizing method of a nanostructure according to an embodiment of the present invention is to check the surface potential of the nanoparticles according to pH, the first polymer electrolyte having a charge opposite to the surface potential of the nanoparticles Providing a neutral particle to which the repeating unit of the first particle formed by neutralizing the nanoparticles is covalently bonded, and providing a second polymer electrolyte having opposite charge of the first polymer electrolyte to the neutral particle to stabilize the particles. And forming the stabilizing particles, separating the neutral particles to form second particles, and ionically bonding the second polymer electrolyte to the surface of the second particles.

상기 중성 입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계에 있어서, 상기 안정화 입자에는, 상기 제2 고분자전해질의 길이를 연장시킨 이온성 브러쉬를 형성시킬 수 있다. In the forming of the stabilized particles by providing the neutral particles with a second polymer electrolyte having the opposite charge of the first polymer electrolyte, the stabilized particles, an ionic brush extending the length of the second polymer electrolyte is formed You can.

상기 이온성 브러쉬는 상기 제2 입자들 간에 반발력을 형성할 수 있다. The ionic brush may form a repulsive force between the second particles.

pH에 따른 나노 입자의 표면 전위를 확인하는 단계에 있어서, 상기 나노 입자의 pH 측정을 통해 나노 입자 자체의 전위를 확인하고, 상기 나노 입자의 표면은 나노 입자 자체의 전위에 대해서 상대 이온의 전하를 가질 수 있다. In the step of confirming the surface potential of the nanoparticles according to pH, the potential of the nanoparticles themselves is determined by measuring the pH of the nanoparticles, and the surface of the nanoparticles is the charge of the relative ion with respect to the potential of the nanoparticles themselves Can have.

상기 나노 입자의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 중성화시켜 형성된 제1 입자의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자를 침전시키는 단계에 있어서, 상기 중성 입자가 침전할 때까지 교반 및 초음파 처리를 할 수 있다. In the step of providing a first polymer electrolyte having a charge opposite to the surface potential of the nanoparticles to neutralize the nanoparticles to precipitate neutral particles in which the repeating unit of the first particles formed by covalent bonds, the neutral particles precipitate Stirring and sonication may be carried out.

상기 제1 고분자전해질은, 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드poly(diallyldimethylammonium chloride), 폴리디메틸아미노에틸메타크릴레이트[polydimethylaminoethyl (meth)acrylate)의 4가 암모늄염, 폴리알릴아민(polyallylamine)의 4가 암모늄염, 폴리비닐피리딘(polyvinylpyridine)의 4가 암모늄염, 세틸트리암모늄 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide), 세틸트리메틸암모늄염화물 (cetyltrimethylammonium chloride) 및 이들을 혼합한 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. The first polyelectrolyte is polydiallyldimethylammonium chloride poly (diallyldimethylammonium chloride), a polyvalent ammonium salt of polydimethylaminoethyl (meth) acrylate, a polyvalent ammonium salt of polyallylamine, poly Tetravalent ammonium salt of polyvinylpyridine, cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, and a mixture thereof.

상기 중성 입자의 표면은 상기 제1 고분자전해질에 대해서 상대 이온의 전하를 가질 수 있다. The surface of the neutral particles may have a charge of a counter ion with respect to the first polymer electrolyte.

상기 나노 구조체의 표면 전위에 반대전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 구조체를 침전시키는 단계 이후에, 상기 제1 고분자전해질의 과잉량을 제거하는 세척과정 또는 제1 소포제를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. After the step of providing the first polymer electrolyte having a reverse charge to the surface potential of the nanostructure to precipitate the nanostructure, the step of providing a cleaning process or a first antifoaming agent to remove the excess amount of the first polymer electrolyte It may further include.

상기 제1 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. The first antifoaming agent may be at least one selected from salts that suppress bubble generation, silicone (Silicone) series, Pluronic series, and mixtures thereof.

상기 중성 입자는 상기 제1 입자들 사이에 공유결합된 상기 제1 고분자 전해질로 형성된 공유 이온을 포함할 수 있다. The neutral particles may include covalent ions formed of the first polymer electrolyte covalently bonded between the first particles.

상기 제2 고분자전해질은 상기 공유 이온과 반응하여 상기 중성 입자를 분리해 상기 제2 입자를 형성할 수 있다. The second polymer electrolyte may react with the covalent ions to separate the neutral particles to form the second particles.

상기 제2 입자는 상기 중성 입자보다 표면적이 클 수 있다. The second particles may have a larger surface area than the neutral particles.

상기 제2 고분자전해질은 polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly(4-styrene sulfonate) or alginate sodium salt 및 이들의 혼합한 혼합물 또는 상기 혼합물로 이루어진 고분자의 단량체와 vinylpyrrolidone, acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(ethylene glycol)acrylate의 공중합체 중 선택되는 어느 하나일 수 있다. The second polyelectrolyte may be polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly (4-styrene sulfonate) or alginate sodium salt, a mixture thereof, or a mixture of polymers and vinylpyrrolidone, It may be any one selected from copolymers of acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly (ethylene glycol) methacrylate, and poly (ethylene glycol) acrylate.

상기 중성입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계 이후에, 상기 안정화 입자에 제2 소포제를 첨가하여 기포를 제거하고, 상기 안정화 입자를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. After providing the neutral particles with the second polymer electrolyte having the opposite charge of the first polymer electrolyte to form stabilized particles, a second antifoaming agent is added to the stabilized particles to remove bubbles, and the stabilized particles are dried. It may further comprise the step of.

상기 제2 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. The second antifoaming agent may be at least one selected from salts that inhibit foaming, silicone-based, Pluronic-based, and mixtures thereof.

본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법은 복수의 고분자전해질을 이용하여 기포발생을 억제하고, 표면적을 키워 재분산 능력을 향상시킬 수 있어 나노입자의 활성 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The method of stabilizing the nanostructures according to the embodiment of the present invention can suppress bubble generation by using a plurality of polymer electrolytes, increase the surface area, and improve redispersibility, thereby improving the activity and performance of the nanoparticles. have.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법을 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 침전 부피를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 침전 시간을 도시한 그래프이다. 1 is a flowchart illustrating a stabilization method of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 is a schematic diagram showing a stabilization method of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the precipitation volume of the nanostructures according to the embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the precipitation time of the nanostructures according to the embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled) with another part, it is not only" directly connected "but also" indirectly connected "with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법을 도시한 순서도이고, 도2내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 안정화 방법을 도시한 모식도이다. 1 is a flowchart illustrating a stabilization method of a nanostructure according to an embodiment of the present invention, Figures 2 to 4 is a schematic diagram showing a stabilization method of a nanostructure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체(10)의 안정화 방법은 pH에 따른 나노 입자(50)의 표면 전위(70)를 확인하는 단계(S100), 상기 나노 입자(50)의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질(150)을 제공하여 상기 나노 입자(50)를 중성화시켜 형성된 제1 입자(110)의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자(100)를 침전시키는 단계(S200) 및 상기 중성 입자(100)에 상기 제1 고분자전해질(150)의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질(250)을 제공하여 안정화 입자(200)를 형성하는 단계(S300)를 포함한다. 1, the stabilization method of the nanostructure 10 according to an embodiment of the present invention to determine the surface potential 70 of the nanoparticles 50 according to the pH (S100), the nanoparticles 50 Providing the first polymer electrolyte 150 having a charge opposite to the surface potential of the to neutralize the nanoparticles (50) to precipitate the neutral particles (100) covalently bonded to the repeating unit of the first particles (110) And providing the second polymer electrolyte 250 having the opposite charge of the first polymer electrolyte 150 to the neutral particles 100 to form the stabilized particles 200 (S300). .

여기서 상기 안정화 입자(200)를 형성하는 단계는, 상기 중성 입자(100)를 분리해 제2입자(220)를 형성하며, 상기 제2 입자(220)의 표면에 상기 제2 고분자전해질(250)을 이온결합시키는 단계일 수 있다. In the forming of the stabilized particles 200, the neutral particles 100 are separated to form second particles 220, and the second polymer electrolyte 250 is formed on the surface of the second particles 220. It may be a step of ionizing.

도 1 및 도 2를 참조하면, pH에 따른 나노 입자(50)의 표면 전위(70)를 확인하는 단계(S100)를 실시한다. 1 and 2, a step (S100) of checking the surface potential 70 of the nanoparticles 50 according to pH is performed.

나노 입자(50)의 표면 전위(70)는 나노 입자(50) 자체의 pH로 측정하여 확인할 수 있다. 다시 말해, 나노 입자(50) 자체의 pH로 측정함으로 나노 입자(50)의 자체의 전위를 확인할 수 있다. The surface potential 70 of the nanoparticles 50 may be determined by measuring the pH of the nanoparticles 50 itself. In other words, by measuring the pH of the nanoparticles 50 itself, the potential of the nanoparticles 50 itself can be confirmed.

여기서 나노 입자(50) 자체가 소정의 전하를 가진 경우, 나노 입자(50)의 표면은 반대 전하(Counter ion)를 가질 수 있다. 예를 들면, 나노 입자(50) 자체가 양의 전하를 가진 경우, 나노 입자(50)의 표면은 반대 전하를 갖는 상대 음이온(Counter anion)을 가질 수 있다. 또한 이와 반대인 경우도 발생할 수 있다. Here, when the nanoparticles 50 themselves have a predetermined charge, the surface of the nanoparticles 50 may have a counter ion. For example, when the nanoparticle 50 itself has a positive charge, the surface of the nanoparticle 50 may have a counter anion having a counter charge. The opposite may also occur.

이하에서는 나노 입자(50)의 표면에 상대 음(-)이온이 형성된 것을 예를 들어 설명하기 하기로 한다. Hereinafter, the relative negative (-) ion is formed on the surface of the nanoparticle 50 will be described by way of example.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 나노 입자(50)의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질(150)을 제공하여 상기 나노 입자(50)를 중성화시켜 형성된 제1 입자(110)의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자(100)를 침전시키는 단계(S200)를 실시한다. 1 and 3, a first polymer electrolyte 150 having a charge opposite to a surface potential of the nanoparticle 50 is provided to neutralize the nanoparticle 50 to form a first particle 110. The repeating unit is carried out the step (S200) of precipitating the neutral particles (100) connected by covalent bonding.

상대 음이온(Counter anion)을 가진 나노 입자(50)의 표면에 제1 고분자전해질(150)을 제공하여 중성화된 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 전기적 중성화시킨 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)를 침전시킬 수 있다. The first polymer electrolyte 150 may be provided on the surface of the nanoparticles 50 having counter anions to form the neutralized first particles 110 and the neutral particles 100. As such, the first particles 110 and the neutral particles 100 that are electrically neutralized may be precipitated.

중성 입자(100)를 침전시키는 단계에 있어서, 중성 입자(100)가 제1 고분자전해질(150)과 반응해 침전할 때까지 교반 및 초음파 처리를 할 수 있다. 여기서 교반은 기계/물리적 교반기를 사용할 수 있고, 초음파 처리는 울트라 소닉 또는 메가 소닉 등을 사용할 수 있으나 이들에 한정하는 것은 아니고 중성 입자를 침전시킬 수 있는 있는 장치면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. In the step of precipitating the neutral particles 100, the neutral particles 100 may be stirred and sonicated until the neutral particles 100 react with the first polymer electrolyte 150 to precipitate. Here, the stirring may be a mechanical / physical stirrer, and the ultrasonic treatment may be ultrasonic or megasonic, and the like, but is not limited thereto, and any apparatus may be used as long as it can precipitate neutral particles.

구체적인 예를 들면, 나노 입자(50)의 표면에 전하가 있고 작아서 침전하지 않을 수 있으나, 상기 교반을 통해 제1고분자전해질(150)이 나노 입자(50)의 표면에 코팅되어 중성 입자(100)으로 바뀌면서 중력에 의해 중성 입자(100)는 침전할 수 있다. 다시 말해, 제1 고분자전해질(150)와 복합되어 형성된 중성 입자(100)는 침전하는 것이 가시적으로 보일 수 있다. 여기서 중성 입자(100)가 침전되는 것이 가시적으로 보이는 때, 상기 교반을 멈춰 중성 입자(100)를 침전시킬 수 있다. For example, although the charge may be small on the surface of the nanoparticles 50 and may not be precipitated, the first polymer electrolyte 150 may be coated on the surface of the nanoparticles 50 through the stirring to neutral particles 100. Neutral particles 100 may be precipitated by gravity while changing to. In other words, the neutral particles 100 formed by complexing with the first polymer electrolyte 150 may be visible to precipitate. Here, when it is visible that the neutral particles 100 are precipitated, the stirring may be stopped to precipitate the neutral particles 100.

상기 제1 고분자전해질(150)은 상대 음이온을 가진 나노 입자(50)를 중성화시키기 위한 양이온성 고분자 전해질일 수 있다. 제1 고분자전해질(150)은 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드poly(diallyldimethylammonium chloride), 폴리디메틸아미노에틸메타크릴레이트(polydimethylaminoethyl (meth)acrylate)의 4가 암모늄염, 폴리알릴아민(polyallylamine)의 4가 암모늄염, 폴리비닐피리딘(polyvinylpyridine)의 4가 암모늄염, 세틸트리암모늄 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide), 세틸트리메틸암모늄염화물 (cetyltrimethylammonium chloride) 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. The first polymer electrolyte 150 may be a cationic polymer electrolyte for neutralizing the nanoparticles 50 having a counter anion. The first polymer electrolyte 150 is polydiallyldimethylammonium chloride poly (diallyldimethylammonium chloride), a tetravalent ammonium salt of polydimethylaminoethyl methacrylate (polydimethylaminoethyl (meth) acrylate), a tetravalent ammonium salt of polyallylamine, Tetravalent ammonium salt of polyvinylpyridine, cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, and mixtures thereof.

구체적으로, 중성 입자(100)는 제1 입자(110)의 반복단위가 공유결합으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 중성 입자(100)는 제1 입자(110)와 제1 입자(110) 사이에 제1 고분자전해질(150)을 공유결합시켜 형성될 수 있다. Specifically, the neutral particles 100 may be covalently connected to repeating units of the first particles 110. In other words, the neutral particles 100 may be formed by covalently bonding the first polymer electrolyte 150 between the first particles 110 and the first particles 110.

도면에서 표시된 A 영역(이하 “공유 결합 영역”)은 제1 입자(110)의 표면 전위(70)가 제1 고분자전해질(150)의 일부를 공유하고 있음을 나타낸다. 환언하면, 중성 입자(100)는 복수의 제1 입자(110)가 공유결합하여 형성될 수 있고, 제1 입자(110) 사이에 제1 고분자전해질(150)로 형성된 공유 이온(170)이 배치될 수 있다. 여기서 공유 이온(170)은 중성 입자(100)에서 제1 입자(110)들 간에 공유하고 있는 이온으로 복수의 제1 입자(110)들을 결합시킬 수 있다. A region (hereinafter referred to as “covalent bond region”) shown in the drawing indicates that the surface potential 70 of the first particle 110 shares a part of the first polyelectrolyte 150. In other words, the neutral particles 100 may be formed by covalent bonding of a plurality of first particles 110, and covalent ions 170 formed of the first polymer electrolyte 150 may be disposed between the first particles 110. Can be. In this case, the shared ions 170 are ions shared between the first particles 110 in the neutral particles 100 to bind the plurality of first particles 110.

이와 같이, 공유 이온(170)은 복수의 제1 입자(110)의 반복단위를 공유결합시켜 중성화된 중성 입자(100)를 형성할 수 있고, 중성화된 중성 입자(100)는 극성이 존재하지 않아 침전될 수 있다. As such, the covalent ion 170 may covalently bond repeat units of the plurality of first particles 110 to form neutralized neutral particles 100, and the neutralized neutral particles 100 do not have polarity. Can be precipitated.

또한, 상기와 같이, 제1 입자(110)는 제1 입자(110)들이 공유결합으로 연결되어 형성된 중성 입자(100)로 존재할 수 있으나, 제1 입자(110)의 일부는 단독으로도 존재할 수 있다. In addition, as described above, the first particles 110 may exist as the neutral particles 100 formed by coupling the first particles 110 by covalent bonds, but a part of the first particles 110 may exist alone. have.

여기서, 중성 입자(100)는 중성화되어 있으나, 공유 이온(170)이 중성 입자(100)의 중심 영역에 존재하기 때문에 중성 입자(100)의 표면은 제1 고분자전해질(150)에 대해서 상대 음이온(Counter anion)을 갖는 반대 전하(Counter ion)를 가질 수 있다. Here, the neutral particles 100 are neutralized, but since the covalent ions 170 exist in the central region of the neutral particles 100, the surface of the neutral particles 100 may be formed with a counter anion (eg, relative to the first polymer electrolyte 150). It can have a counter ion with a counter anion.

한편, 제1 입자(110)들의 공유결합으로 형성되는 중성 입자(100)들로 인해 제1 고분자전해질(150)의 소모량이 일정하기 않을 수 있다. 이 경우, 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)와 결합하지 못한 제1 고분자전해질(150)이 발생할 수 있다. 상기한 결합하기 못하고 나노 입자(50)의 표면에서 탈착한 제1 고분자전해질(150)은 기포를 발생시킬 수 있다. 여기서 발생한 기포를 제거하기 위해 세척과정 또는 제1 소포제(미도시)를 제공하는 단계를 더 실시할 수 있다. Meanwhile, due to the neutral particles 100 formed by covalent bonding of the first particles 110, the consumption amount of the first polymer electrolyte 150 may not be constant. In this case, the first polymer electrolyte 150 that may not be combined with the first particles 110 and the neutral particles 100 may occur. The first polymer electrolyte 150 detached from the surface of the nanoparticles 50 without binding to each other may generate bubbles. In order to remove the bubbles generated here may be further carried out a step of providing a cleaning process or a first antifoam (not shown).

여기서 상기 제1 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. Here, the first antifoaming agent may use at least one selected from a salt, a silicone (Silicone) series, a Pluronic series, and a mixture thereof to inhibit the foaming.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 나노 구조체(10)의 안정화 방법은 나노 입자(50)의 상대 이온에 반대되는 제1 고분자전해질(150)을 사용하여 나노 입자(50)를 중성화시킨 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)를 형성함으로써 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)를 침전시킬 수 있다. As such, in the stabilizing method of the nanostructure 10 according to the embodiments of the present invention, a neutralizing agent of the nanoparticles 50 using the first polymer electrolyte 150 opposite to the counter ions of the nanoparticles 50 may be used. By forming the first particles 110 and the neutral particles 100, the first particles 110 and the neutral particles 100 may be precipitated.

여기서 침전된 제1 입자(110) 및 중성 입자(100)를 침전된 상태로 보관할 수 있어 보관이 용이할 수 있고, 추후에 제1 고분자전해질(150)에 상대 이온을 갖는 고분자전해질을 사용하여 표면적을 키워 재분산시킬 수 있기 때문에 안정화 능력을 향상시킬 수 있다. Here, the precipitated first particles 110 and the neutral particles 100 may be stored in a precipitated state, and thus may be easily stored. Subsequently, the surface area of the first particles 110 and the neutral particles 100 may be used by using a polymer electrolyte having a counter ion in the first polymer electrolyte 150. It can be redistributed to increase the stabilization ability.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 중성 입자(100)에 상기 제1 고분자전해질(150)의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질(250)을 제공하여 안정화 입자(200)를 형성하는 단계(S300)를 실시한다. Referring to FIGS. 1 and 4, the stabilization particles 200 are formed by providing the neutral particles 100 with the second polymer electrolyte 250 having the opposite charge of the first polymer electrolyte 150 (S300). ).

여기서 안정화 입자(200)를 형성하는 단계(S300)는, 상기 중성 입자(100)를 분리해 제2입자(220)를 형성하며, 상기 제2 입자(220)의 표면에 상기 제2 고분자전해질(250)을 이온결합시키는 단계일 수 있다. In the forming of the stabilized particles 200 (S300), the neutral particles 100 may be separated to form second particles 220, and the second polymer electrolyte may be formed on the surface of the second particles 220. 250) may be the step of ionizing.

전술한 바와 같기, 중성 입자(100)의 표면은 상대 이온을 가질 수 있다. 구체체적인 예를 들면, 중성 입자(100)는 중성화되어 있으나, 공유 이온(170)이 중성 입자(100)의 중심 영역에 존재하기 때문에 중성 입자(100)의 표면은 제1 고분자전해질(150)에 대해서 상대 음이온(Counter anion)을 갖는 반대 전하(Counter ion)를 가질 수 있다. As described above, the surface of the neutral particles 100 may have counter ions. For example, the neutral particles 100 are neutralized, but since the covalent ions 170 exist in the central region of the neutral particles 100, the surface of the neutral particles 100 may be the first polymer electrolyte 150. It may have a counter ion (counter ion) having a counter anion with respect to.

여기서 제2 고분자 전해질(250)은 상대 음이온과 동일한 극성을 갖는 음이온성 고분자전해질일 수 있다. The second polymer electrolyte 250 may be an anionic polymer electrolyte having the same polarity as the counter anion.

제2 고분자 전해질(250)은 polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly(4-styrene sulfonate) or alginate sodium salt 및 이들의 혼합한 혼합물 또는 상기 혼합물로 이루어진 고분자의 단량체와 vinylpyrrolidone, acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(ethylene glycol)acrylate의 공중합체 중 선택되는 어느 하나일 수 있다. The second polymer electrolyte 250 may include polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly (4-styrene sulfonate) or alginate sodium salt, a mixture thereof, or a monomer of a polymer made of the mixture. Vinylpyrrolidone, acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol) acrylate may be any one selected from the copolymer.

제2 고분자전해질(250)는 중성 입자(100)의 표면의 상대 음이온에 의해서 반발력을 가질 수 있으나, 중성 입자(100)의 공유 결합 영역(A)에 배치되어 있는 제1 고분자전해질(150)에 상기 제2 고분자전해질(250)이 결합하려고 할 수 있다. The second polymer electrolyte 250 may have a repulsive force due to the counter anion on the surface of the neutral particles 100, but may be formed on the first polymer electrolyte 150 disposed in the covalent bond region A of the neutral particles 100. The second polymer electrolyte 250 may try to bond.

다시 말해, 상대 음이온인 중성 입자(100)의 표면보다 중성 입자(100)의 공유 결합 영역(A)에 배치되어 있는 공유 이온(170)과 제2 고분자전해질(250)의 반응성이 상대적으로 증가할 수 있다. 즉, 상기한 상대 이온에 의해 제2 고분자전해질(250)은 공유 결합 영역(A)의 공유 이온(170)과의 반응성이 향상될 수 있다. In other words, the reactivity of the covalent ion 170 and the second polyelectrolyte 250 disposed in the covalent bond region A of the neutral particle 100 may be increased more than the surface of the neutral particle 100 which is the counter anion. Can be. That is, the second polymer electrolyte 250 may improve reactivity with the covalent ion 170 of the covalent bond region A by the counter ions.

이에 따라 공유 이온(170)으로 연결된 중성 입자(100)는 공유 결합 영역(A)이 분리되어 제2 입자(220)를 형성할 수 있다. 여기서 제2 입자(220)는 제1 입자(110)와 유사하거나 동일한 형상으로 형성될 수 있다.Accordingly, in the neutral particle 100 connected by the covalent ions 170, the covalent bond region A may be separated to form the second particles 220. Here, the second particles 220 may be formed in a similar or identical shape to the first particles 110.

이 과정에서 중성 입자(100)가 쪼개지면서 중성 입자(100)에 형성된 입자의 표면적보다 제2 입자(220)에 형성된 입자의 표면적은 증가할 수 있다. 또한, 중성 입자(100)가 쪼개지면서 제2 입자(220)의 표면에는 제1고분자전해질(150)이 노출될 수 있다. In this process, as the neutral particles 100 are split, the surface area of the particles formed on the second particles 220 may increase than the surface area of the particles formed on the neutral particles 100. In addition, as the neutral particles 100 are split, the first polymer electrolyte 150 may be exposed on the surface of the second particles 220.

이에 따라 중성 입자(100)에서 분리해진 제2 입자(220)는 중성 입자(100)의 표면에 형성된 상대 음이온은 사라질 수 있다. 그리고, 제1 입자(110)의 표면에 노출된 제1 고분자전해질(150)의 양이온성 전하 및 제2 입자(220)의 높은 표면 에너지는 제2 입자(220)와 제2 고분자전해질(250)의 반응성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 제2 고분자전해질(250)과 제2 입자(220)는 이온결합시킬 수 있는 반응성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the second particles 220 separated from the neutral particles 100, the counter anions formed on the surface of the neutral particles 100 may disappear. In addition, the cationic charge of the first polymer electrolyte 150 exposed to the surface of the first particle 110 and the high surface energy of the second particle 220 are the second particles 220 and the second polymer electrolyte 250. It can improve the reactivity of. Accordingly, the second polymer electrolyte 250 and the second particles 220 may improve reactivity that may be ionically coupled.

여기서 제2 입자(220)의 높은 표면 에너지 및 제1 입자(110)와 이온결합 하려는 힘을 통해 제2 고분자전해질(250)의 길이를 제2 입자(220)에서 연장시킬 수 있다. 다시 말해, 제2 고분자전해질(250)은 제2 입자(220)의 주변에 모여 제2 입자(220)에서 길이가 연장된 이온성 브러쉬(290)가 형성될 수 있다. Here, the length of the second polymer electrolyte 250 may be extended from the second particles 220 through the high surface energy of the second particles 220 and the force to ionically bond with the first particles 110. In other words, the second polymer electrolyte 250 may be gathered around the second particles 220 to form an ionic brush 290 having an extended length from the second particles 220.

이온성 브러쉬(290)는 동일 극성임에 따라 제2 입자(220)들 간에 반발력을 형성할 수 있다. 상기한 반발력은 제2 입자(220)들 간의 응집되는 현상을 최소화시켜 제2 입자(220)들을 안정화시킨 안정화 입자(200)를 형성할 수 있다. 반면, 제2 입자(220) 자체는 이온 결합(270)으로 인해 중성화될 수 있다. Since the ionic brush 290 is the same polarity, the ionic brush 290 may form a repulsive force between the second particles 220. The repulsive force may form stabilizing particles 200 in which the second particles 220 are stabilized by minimizing aggregation between the second particles 220. On the other hand, the second particle 220 itself may be neutralized due to the ion bond 270.

한편, 제2 고분자전해질(250)의 과잉량으로 발생될 수 있는 기포를 제거하기 위해 제2 입자(220)를 형성한 후에 제2 소포제(미도시)를 제공하는 단계를 더 실시할 수 있다. 여기서 상기 제2 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. Meanwhile, after forming the second particles 220 to remove bubbles that may be generated due to the excess amount of the second polymer electrolyte 250, a step of providing a second antifoaming agent (not shown) may be further performed. Here, the second antifoaming agent may be at least one selected from salts that suppress the generation of bubbles, silicon (Silicone) series, Pluronic series, and mixtures thereof.

이와 같이, 제2 입자(220)에서 연장된 이온성 브러쉬(290)를 형성한 안정화 입자(200)를 형성할 수 있다. 따라서, 안정화 입자(200)는 이온성 브러쉬(290)로 인해 제2 입자(220)들 간에 반발력을 형성하여 나노 구조체(10)의 안정화성을 향상시킬 수 있다. As such, the stabilization particles 200 may be formed by forming the ionic brush 290 extending from the second particles 220. Therefore, the stabilizing particles 200 may form a repulsive force between the second particles 220 due to the ionic brush 290 may improve the stabilization of the nanostructure 10.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체(10)의 안정화 방법은 복수의 고분자전해질(150, 250)을 이용하여 기포발생을 억제하고, 재안정화 능력을 향상시킬 수 있어 나노 구조체(10)의 활성 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, the stabilization method of the nanostructure 10 according to the embodiment of the present invention can suppress the generation of bubbles by using a plurality of polymer electrolytes (150, 250), and improve the stabilization ability of the nanostructure (10) And there is an effect that can improve the performance.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 이들 실시예 및 비교예는 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다. 여기서 실시예 및 비교예는 중복 설명을 회피하기 위해 도 1 내지 도 4를 인용하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the Example and comparative example of this invention are described. However, these Examples and Comparative Examples are intended to explain the configuration and effects of the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto. Examples and comparative examples will be described with reference to FIGS. 1 to 4 in order to avoid redundant description.

실험예Experimental Example

비교예 및 실시예의 시편 준비Specimen Preparation of Comparative Examples and Examples

아드리치 사의 50나노 내지 100나노의 크기를 갖는 Fe3O4 나노 입자를 준비하였다. 여기서 비교예와 실시예에 사용된 입자는 정확한 비교 데이터를 도출하기 위해 동일한 제품을 사용하였다. Adrich's Fe 3 O 4 nanoparticles having a size of 50 to 100 nanometers were prepared. Here, the particles used in the comparative examples and examples used the same product to derive accurate comparison data.

안정화도 측정 및 성능비교Stabilization Measurement and Performance Comparison

비교예 Comparative example

비교예는 나노 입자(50) 100g을 수용액 상에 넣고, 상기 나노 입자(50)에 안정화제를 하나만을 사용하여 안정화시켜 안정화도를 측정하였다 여기서 상기 안정화제는 카르복시메틸셀룰로오스를 사용하였다. In Comparative Example, 100 g of the nanoparticles 50 was put on an aqueous solution, and the stability was measured by stabilizing the nanoparticles 50 using only one stabilizer. Here, the stabilizer was carboxymethyl cellulose.

그리고 비교예의 안정화도 측정을 위해 나노 입자(50)의 침전한 부피를 측정하고, 침전한 수용액 상의 테스트 튜브를 200 rpm의 속도로 교반하여 나노 입자(50)의 100 g의 샘플이 분산되는 시간을 측정하여 분산 용이성을 확인하였다. In order to measure the stability of the comparative example, the precipitated volume of the nanoparticles 50 was measured, and the test tube on the precipitated aqueous solution was stirred at a speed of 200 rpm to determine the time for 100 g sample of the nanoparticles 50 to be dispersed. It measured and confirmed the ease of dispersion.

그리고 안정화된 나노 입자를 재안정화시키기 위해 카르복시메틸셀룰로오스 안정화제를 이용해 표면적을 키워 동일한 방법으로 재분산 성능을 측정하였다. In order to re-stabilize the stabilized nanoparticles, the surface area was increased by using a carboxymethyl cellulose stabilizer, and the redispersion performance was measured in the same manner.

실시예Example

나노 입자(50)에 제1 고분자전해질(150)을 사용하여 중성 입자(100)를 형성하였다. 여기서 제1 고분자전해질(150)은 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드를 사용하였다.The neutral particles 100 were formed using the first polymer electrolyte 150 in the nanoparticles 50. Here, the first polymer electrolyte 150 used polydiallyldimethylammonium chloride.

그리고 중성 입자(100)의 침전 정도를 측정하고, 중성 입자(100)에 제2고분자 전해질(250)을 사용하여 안정화도를 측정하였다. 여기서 제2고분자 전해질(250)은 카르복시메틸셀룰로오스를 사용하였다. And the precipitation degree of the neutral particle 100 was measured, and the stabilization degree was measured using the 2nd polymer electrolyte 250 for the neutral particle 100. FIG. Herein, the second polymer electrolyte 250 used carboxymethyl cellulose.

한편, 비교예와 실시예는 정확한 실험 데이터를 도출시키기 위해 동일한 방법을 사용하여 동일한 조건에서 안정화도를 측정하였다.On the other hand, Comparative Examples and Examples measured the degree of stabilization under the same conditions using the same method to derive accurate experimental data.

재분산도 및 침전부피 비교Redispersion and Settling Volume Comparison

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 침전 부피를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 나노 구조체의 침전 시간을 도시한 그래프이다. 5 is a graph showing the precipitation volume of the nanostructures according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a graph showing the precipitation time of the nanostructures according to an embodiment of the present invention.

여기서 도 5 및 도 6은 중복설명을 회피하고 용이한 설명을 위해 도 1 내지 도 4를 인용하여 설명하기로 한다. 5 and 6 will be described with reference to FIGS. 1 to 4 for ease of description and avoiding redundant description.

도 5 를 참조하면, 비교예와 같이, 안정화제가 한번만 사용된 경우, 침전부피가 약 5.5mL로 측정되었다. Referring to FIG. 5, as in the comparative example, when the stabilizer was used only once, the precipitation volume was measured to about 5.5 mL.

반면, 실시예와 같이, 제1 고분자 전해질(150) 및 제2 고분자 전해질(250)을 사용하는 경우, 침전 부피가 14mL으로 측정되었다. On the other hand, when using the first polymer electrolyte 150 and the second polymer electrolyte 250, as in the embodiment, the precipitation volume was measured to 14mL.

즉, 비교예와 실시예를 비교할 경우, 중성 입자 형성이 용이한 실시예가 중성 입자의 침전으로 인해 침전 부피가 증가하는 것을 볼 수 있다. 다시 말해, 실시예는 제2 입자(220)에서 연장된 이온성 브러쉬(290)를 형성한 안정화 입자(200)를 형성할 수 있음에 따라 안정화 입자(200)는 이온성 브러쉬(290)로 인해 제2 입자(220)들 간에 반발력을 형성하여 나노 구조체(10)의 안정화성을 향상시켜 재분산 성능이 향상된 것을 볼 수 있다. That is, when comparing the comparative example and the example, it can be seen that the example of easy formation of neutral particles increases the precipitation volume due to precipitation of the neutral particles. In other words, the embodiment may form the stabilized particles 200 in which the ionic brush 290 extending from the second particles 220 is formed, so that the stabilized particles 200 may be formed by the ionic brush 290. It can be seen that the re-dispersion performance is improved by forming a repulsive force between the second particles 220 to improve the stability of the nanostructure 10.

또한, 도 6을 참조하면, 비교예 및 실시예의 침전된 부피를 200 rpm의 교반 속도에서 나노 입자를 재분산에 걸린 시간을 측정하였다. 6, the time taken for redispersion of the nanoparticles was measured at a stirring speed of 200 rpm for the precipitated volumes of the Comparative Examples and Examples.

측정 결과 비교예는 재분산에 소용되는 시간이 60초 내지 70초로 측정되었으며, 실시예는 10초 내지 20초 구체적으로 15 초 정도가 소요되었다. As a result of the measurement, the time required for redispersion was measured as 60 seconds to 70 seconds, and the example took about 10 seconds to 20 seconds, specifically about 15 seconds.

즉, 실시예는 비교예와 비교하여 재분산 소요시간이 약 4배 정도 빨리지는 것을 확인할 수 있다.That is, the Example can confirm that the redispersion time is about four times faster than the Comparative Example.

이는 실시예는 입자간 반발로 인해 침전 부피가 증가하고, 입자간 거리가 더 증가함에 따라 재분산 성능이 향상된 것으로 판단된다. It is believed that the Example has improved redispersibility as the settling volume increases due to interparticle repulsion and the interparticle distance further increases.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 안정화되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 안정화된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a stabilized manner, and similarly, components described as stabilized may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention.

Claims (15)

pH에 따른 나노 입자의 표면 전위를 확인하는 단계;
상기 나노 입자의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 중성화시켜 형성된 제1 입자의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자를 침전시키는 단계; 및
상기 중성 입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 안정화 입자를 형성하는 단계는,
상기 중성 입자로부터 분리된 제2 입자를 형성하며, 상기 제2 입자의 표면에 상기 제2 고분자전해질을 이온결합시키는 단계인 것을 특징으로 하고,
상기 나노 입자의 표면 전위에 반대 전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 중성화시켜 형성된 제1 입자의 반복단위가 공유결합으로 연결된 중성 입자를 침전시키는 단계에 있어서, 상기 중성 입자가 침전할 때까지 교반 및 초음파 처리를 하는 것을 특징으로 하고,
상기 중성 입자는 상기 제1 입자들 사이에 공유결합된 상기 제1 고분자 전해질로 형성된 공유 이온을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 제2 고분자전해질은 상기 공유 이온과 반응하여 상기 중성 입자로부터 분리된 상기 제2 입자를 형성하는 것을 특징으로 하고,
상기 나노 입자는 자체가 양의 전하를 가진 경우 표면은 반대 전하를 갖는 상대 음이온을 갖는 것을 특징으로 하고,
상기 나노 입자의 표면 전위에 반대전하를 갖는 제1 고분자전해질을 제공하여 상기 나노 입자를 침전시키는 단계 이후에, 상기 제1 고분자전해질의 과잉량을 제거하는 세척과정 또는 제1 소포제를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. checking the surface potential of the nanoparticles according to pH;
Providing a first polymer electrolyte having a charge opposite to a surface potential of the nanoparticles to neutralize the nanoparticles to precipitate neutral particles having covalent bonds of repeating units of the first particles; And
Providing stabilized particles by providing the neutral particles with a second polymer electrolyte having a charge opposite to that of the first polymer electrolyte; Including,
Forming the stabilizing particles,
Forming second particles separated from the neutral particles, characterized in that the step of ion-bonding the second polymer electrolyte on the surface of the second particles,
In the step of providing a first polymer electrolyte having a charge opposite to the surface potential of the nanoparticles to neutralize the nanoparticles to precipitate neutral particles in which the repeating unit of the first particles formed by covalent bonds, the neutral particles precipitate Characterized in that the stirring and sonication until
The neutral particles include covalent ions formed of the first polymer electrolyte covalently bonded between the first particles,
The second polymer electrolyte is reacted with the covalent ions to form the second particles separated from the neutral particles,
When the nanoparticles themselves have a positive charge, the surface has a counter anion having a reverse charge,
After the step of providing the first polymer electrolyte having a reverse charge to the surface potential of the nanoparticles to precipitate the nanoparticles, the step of providing a cleaning process or a first antifoaming agent to remove the excess amount of the first polymer electrolyte Method of stabilizing the nanostructures further comprising. 제 1항에 있어서,
상기 중성 입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계에 있어서,
상기 안정화 입자에는,
상기 제2 고분자전해질의 길이를 연장시킨 이온성 브러쉬를 형성시키는 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
In the step of providing the neutral particles to the second polymer electrolyte having a charge opposite to the first polymer electrolyte to form stabilizing particles,
In the stabilized particles,
Method of stabilizing the nanostructures, characterized in that to form an ionic brush extending the length of the second polymer electrolyte. 제 2항에 있어서,
상기 이온성 브러쉬는 상기 제2 입자들 간에 반발력을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 2,
And the ionic brush forms a repulsive force between the second particles. 제 1항에 있어서,
pH에 따른 나노 입자의 표면 전위를 확인하는 단계에 있어서,
상기 나노 입자의 pH 측정을 통해 나노 입자 자체의 전위를 확인하고, 상기 나노 입자의 표면은 나노 입자 자체의 전위에 대해서 상대 이온의 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
In the step of checking the surface potential of the nanoparticles according to the pH,
Checking the potential of the nanoparticles themselves by measuring the pH of the nanoparticles, the surface of the nanoparticles stabilizing method of the nanostructures, characterized in that the charge of the relative ions with respect to the potential of the nanoparticles themselves. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 고분자전해질은, 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드poly(diallyldimethylammonium chloride), 폴리디메틸아미노에틸메타크릴레이트(polydimethylaminoethyl (meth)acrylate)의 4가 암모늄염, 폴리알릴아민(polyallylamine)의 4가 암모늄염, 폴리비닐피리딘(polyvinylpyridine)의 4가 암모늄염, 세틸트리암모늄 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide), 세틸트리메틸암모늄염화물 (cetyltrimethylammonium chloride) 및 이들을 혼합한 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
The first polyelectrolyte is polydiallyldimethylammonium chloride poly (diallyldimethylammonium chloride), a tetravalent ammonium salt of polydimethylaminoethyl (meth) acrylate, a polyvalent ammonium salt of polyallylamine, poly A tetravalent ammonium salt of polyvinylpyridine, cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, and a method of stabilizing a nanostructure, characterized in that at least one selected from a mixture thereof. 제 1항에 있어서,
상기 중성 입자의 표면은 상기 제1 고분자전해질에 대해서 상대 이온의 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
The surface of the neutral particles has a method of stabilizing the nanostructures, characterized in that having a charge of a relative ion to the first polyelectrolyte. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
The first antifoaming agent is a method for stabilizing nanostructures, characterized in that at least any one selected from salts, silicon (Silicone) series, Pluronic series, and mixtures thereof to suppress the foaming. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제2 입자는 상기 중성 입자보다 표면적이 큰 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
The second particle has a larger surface area than the neutral particle stabilization method of the nanostructures. 제 1항에 있어서,
상기 제2 고분자전해질은 polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly(4-styrene sulfonate), alginate sodium salt 및 이들의 혼합한 혼합물 또는 상기 혼합물로 이루어진 고분자의 단량체와 vinylpyrrolidone, acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly(ethylene glycol) methacrylate, poly(ethylene glycol)acrylate의 공중합체 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
The second polyelectrolyte may be polyacrylic acid sodium salt, carboxymethyl cellulose sodium salt, pectin, carrageenan, polyvinylsulfonate, poly (4-styrene sulfonate), alginate sodium salt, a mixture thereof, or a mixture of polymers and vinylpyrrolidone, A method of stabilizing a nanostructure, characterized in that any one selected from copolymers of acrylamide, maleic anhydride, hydroxyalkyl acrylate, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmetharylamide, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol) acrylate. 제 1항에 있어서,
상기 중성입자에 상기 제1 고분자전해질의 반대 전하를 갖는 제2 고분자전해질을 제공하여 안정화 입자를 형성하는 단계 이후에,
상기 안정화 입자에 제2 소포제를 첨가하여 기포를 제거하고, 상기 안정화 입자를 건조시키는 단계를 더 포함하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 1,
After the step of forming the stabilized particles by providing a second polymer electrolyte having a charge opposite to the first polymer electrolyte to the neutral particles,
Adding a second antifoaming agent to the stabilizing particles to remove bubbles, and further comprising the step of drying the stabilizing particles stabilizing method of the nanostructure. 제 14항에 있어서,
상기 제2 소포제는 기포발생을 억제하는 염, 실리콘(Silicone) 계열, 플루로닉(Pluronic) 계열 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체의 안정화 방법. The method of claim 14,
The second anti-foaming agent is a method for stabilizing the nanostructures, characterized in that at least one selected from salts, silicon (Silicone) series, Pluronic series, and mixtures thereof to inhibit the foaming.
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