KR20060035120A - Nano-particle embedded nano-structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노틀(nano template)에 나노입자를 충진하는 충진방법 및 그 나노입자 충진방법에 의해 형성된 나노구조에 관한 것이다. 구체적으로는 다수의 기공(pore)을 갖는 양극 산화 알루미나(anodic aluminium oxide, AAO)와 같은 나노틀에 초음파진동 방법이나 마그네틱 스터링 방법으로 지름이 1-100nm인 나노입자(nano particle)를 충진하는 방법 및 그 나노입자 충진방법에 의해 형성된 나노구조에 관한 것이다. The present invention relates to a filling method for filling nanoparticles into a nano template and a nanostructure formed by the nanoparticle filling method. Specifically, a method of filling nanoparticles having a diameter of 1-100 nm with a ultrasonic vibrating method or magnetic sterling method in a nano-frame such as anodic aluminum oxide (AOO) having a large number of pores. And it relates to a nanostructure formed by the nanoparticle filling method.
나노구조, 나노입자, 나노소자, 나노센서, 나노틀Nanostructures, nanoparticles, nanodevices, nanosensors, nanoframes
Description
도 1은 본 발명에 따라 규칙적으로 배열된 다수의 기공(pore)을 갖는 나노틀(nano template) 기공에 나노입자를 충진한 모형을 나타내는 도면FIG. 1 is a view showing a model in which nanoparticles are filled in nano template pores having a plurality of pores regularly arranged according to the present invention.
도 2a는 본 발명에 따라 단일 나노 입자가 나노기공에 장입되는 과정을 나타내는 도면Figure 2a is a view showing a process in which a single nanoparticles are charged in the nanopores according to the present invention
도 2b는 본 발명에 따라 다수의 나노입자가 순차적으로 나노기공에 장입되는 과정을 나타내는 도면Figure 2b is a view showing a process in which a plurality of nanoparticles are sequentially charged in the nanopores according to the present invention
도 3는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 장치를 나타내는 도면3 is a view showing an apparatus in the case of using the ultrasonic vibration method as an embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링(magnetic stirring) 방법을 사용한 경우의 장치를 나타내는 도면4 is a view showing an apparatus in the case of using a magnetic stirring method as an embodiment of the present invention
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 나노입자 충진 전의 주사전자현미경 표면사진, 단면사진 및 나노입자 충진후의 표면사진 5A, 5B, and 5C are scanning electron microscope surface photographs, cross-sectional photographs, and surface photographs after nanoparticle filling, respectively, before nanoparticle filling in the case of using the ultrasonic vibration method as an embodiment of the present invention.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 표면 사진6A, 6B, and 6C are scanning electron microscope surface photographs illustrating changes in nanoparticle filling rate with time when an ultrasonic vibration method is used as an embodiment of the present invention.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 표면사진7A, 7B, 7C, and 7D are scanning electron microscope surface photographs illustrating the change of nanoparticle filling rate with time when the magnetic sterling method is used as an embodiment of the present invention.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 단면사진8A, 8B, and 8C are scanning electron microscope cross-sectional views showing changes in nanoparticle filling rate with time when the magnetic sterling method is used as an embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용하여 나노입자를 충진한 경우의 AFM(atomic force microscope) 및 MFM(magnetic force microscope) 사진9A and 9B illustrate an AFM (atomic force microscope) and a MFM (magnetic force microscope) photograph when nanoparticles are filled using an ultrasonic vibration method according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우에 나노입자로 페리틴(ferritin:철 단백질)을 충진한 나노구조의 주사전자현미경 사진10 is a scanning electron micrograph of a nanostructure filled with ferritin (ferritin: iron protein) in the case of using the ultrasonic vibration method as an embodiment of the present invention
본 발명은 나노틀(nano template)에 나노입자를 충진하는 충진방법 및 그 나노입자 충진방법에 의해 형성된 나노구조에 관한 것이다. 구체적으로는 다수의 기공(pore)을 갖는 양극 산화 알루미나(anodic aluminium oxide, AAO)와 같은 나노틀 에 초음파진동 방법이나 마그네틱 스터링 방법으로 지름이 1-100nm인 나노입자(nano particle)를 충진하는 방법 및 그 나노입자 충진방법에 의해 형성된 나노구조에 관한 것이다.The present invention relates to a filling method for filling nanoparticles into a nano template and a nanostructure formed by the nanoparticle filling method. Specifically, a method for filling nanoparticles having a diameter of 1-100 nm into a nano-frame such as anodic aluminum oxide (AOA) having a large number of pores by ultrasonic vibration method or magnetic sterling method. And it relates to a nanostructure formed by the nanoparticle filling method.
자기 메모리 소자(magnetic memory device), 자기 기록 매체(magnetic recording media), 바이오센서(biosensor) 등 여러가지의 디바이스에 나노기술을 적용하기 위한 연구가 지속되고 있다. 자기메모리소자나 자기 기록매체는 정보의 보관을 위한 디바이스이며, DNA 이나 단백질 칩은 DNA나 단백질을 검출하는데 사용하는 바이오 센싱 디바이스이다. 이러한 디바이스에 나노기술을 적용하는 것은 디바이스의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있기 때문이다. 이러한 나노기술을 적용하기 위하여는 나노 입자(nano particle)의 제어가 중요하다. Research into applying nanotechnology to various devices such as magnetic memory devices, magnetic recording media, biosensors, and the like, continues. Magnetic memory devices or magnetic recording media are devices for storing information, and DNA or protein chips are bio-sensing devices used to detect DNA or proteins. The application of nanotechnology to these devices has the advantage of significantly reducing the size of the device. In order to apply such nanotechnology, the control of nanoparticles is important.
위에서 언급한 바와 같이 나노 기술의 핵심요소 중의 하나는 나노입자의 제어이다. 나노입자의 제어중에서 특히 중요한 것은 디바이스내에 나노입자를 균일하게 분포하게 하는 것이다. 이것은 디바이스내에 나노입자를 균일하게 분포하여야 양산가능한 디바이스 구현이 이루어질 수 있다는 점 때문이다. 즉, 균일한 분포의 나노입자를 형성하는 것이 나노입자를 이용한 나노기술의 적용에 필수적 요소가 되고 있는 점에서 나노입자의 균일한 분포를 가능하게 하는 장치 및 방법이 요구된다. As mentioned above, one of the key elements of nanotechnology is the control of nanoparticles. Of particular importance in the control of nanoparticles is the uniform distribution of nanoparticles within the device. This is because mass production of nanoparticles must be uniformly distributed within the device to achieve mass production. In other words, since forming nanoparticles with a uniform distribution becomes an essential element in the application of nanotechnology using nanoparticles, an apparatus and method for enabling uniform distribution of nanoparticles are required.
따라서 본 발명의 목적은 나노입자의 균일한 분포가 가능하게 하는 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for enabling uniform distribution of nanoparticles.
본 발명의 다른 목적은 나노입자의 균일한 분포를 가지는 나노구조를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a nanostructure having a uniform distribution of nanoparticles.
본 발명의 또 다른 목적은 기공을 갖는 나노틀(nano template)에 나노입자를 균일하게 분포하게 할 수 있는 방법을 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a method for uniformly distributing nanoparticles in a nano template having pores.
본 발명의 또 다른 목적은 기공을 갖는 나노틀(nano template)에 나노입자를 균일하게 분포한 나노구조를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a nanostructure in which nanoparticles are uniformly distributed in a nano template having pores.
본 발명의 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 실시예로 다수의 기공을 가지는 나노틀을 초음파 발생기 상부에 위치하는 용기에 제공하는 단계, 상기 용기에 분산되어 있는 다수의 나노입자를 포함하는 나노입자 분산액을 제공하는 단계 및 상기 초음파 진동기를 이용하여 초음파를 발생하고 일정한 시간동안 유지하여 상기 나노틀의 상기 다수의 기공에 상기 나노입자를 장입하는 단계를 포함하는 나노입자 배열방법에 고나한 것이다. 또한, 다른 실시예로 다수의 기공을 가지는 나노틀을 마그네틱 스터러 상부에 위치하는 용기에 제공하는 단계, 상기 용기에 분산되어 있는 다수의 나노입자를 포함하는 나노입자 분산액을 제공하는 단계 및 상기 마그네틱 스터러를 이용하여 마그네틱 진동을 발생하고 일정한 시간동안 유지하여 상기 나노틀의 상기 다수의 기공에 상기 나노입자를 장입하는 단계를 포함하는 나노입자 배열방법에 관한 것이다. 또한, 이들 실시예의 방법에 의해 형성되는 나노틀의 다수의 기공에 균일하게 장입된 다수의 나노입자를 포함하는 나노구조에 관한 것이다. 이외에 이들 실시예들의 변형과 구성요소의 추가 등이 가능하다.
In order to achieve this object of the present invention, the present invention provides a nano-frame having a plurality of pores in a container located above the ultrasonic generator, comprising a plurality of nanoparticles dispersed in the container It provides a nanoparticle dispersion method comprising the steps of providing a nanoparticle dispersion and charging the nanoparticles to the plurality of pores of the nanoframe by generating an ultrasonic wave using the ultrasonic vibrator and maintaining for a predetermined time. . In another embodiment, providing a nano-frame having a plurality of pores in a container located above the magnetic stirrer, providing a nano-particle dispersion comprising a plurality of nanoparticles dispersed in the container and the magnetic It relates to a nanoparticle array method comprising generating a magnetic vibration using a stirrer and holding for a predetermined time to charge the nanoparticles into the plurality of pores of the nano-frame. In addition, the present invention relates to a nanostructure comprising a plurality of nanoparticles uniformly loaded in the plurality of pores of the nano-frame formed by the method of these embodiments. In addition, modifications and additions to the components of these embodiments are possible.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하 설명되는 본 발명은 다수의 기공을 갖는 나노틀(nano template)에 나노입자를 균일하게 분포하게 할 수 있는 방법 및 다수의 기공을 갖는 나노틀(nano template)에 나노입자를 균일하게 분포한 나노구조에 대한 것이다. The present invention described below is a method capable of uniformly distributing nanoparticles in a nano template having a plurality of pores, and a nano particle uniformly distributed in a nano template having a plurality of pores. It's about structure.
도 1은 본 발명에 따라 규칙적으로 배열된 다수의 기공(pore)을 갖는 나노틀, 예를 들어 양극 산화 알루미나 (anodic aluminium oxide: AAO), 의 나노 기공에 나노입자(nano particle)를 충진한 모형을 나타내는 도면이다. 균일하게 분포하는 나노틀의 기공에 나노입자를 장입하여 균일한 나노입자의 분포가 가능하게 된다. 1 is a model in which nanoparticles are filled in nano pores of a nano-frame having a plurality of pores regularly arranged according to the present invention, for example, anodic aluminum oxide (AOO). It is a figure which shows. The nanoparticles are charged into the pores of the nano-frame uniformly distributed to enable uniform distribution of the nanoparticles.
나노틀로는 양극 산화 알루미나 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)등을 사용할 수 있다. 나노틀로 사용되는 산화알루미나(AAO)는 양극산화법에 의해 제조될 수 있다. 나노틀의 기공은 규칙적으로 배열된 구조로 되어 있으며, 기공의 크기 와 깊이는 나노틀 제조공정의 조건에 따라 조절 할 수 있다. 양극산화법에 의해 제조하는 산화알루니마의 경우에는 양극 산화법의 산화 조건, 즉 용액의 종류, 산화반응 온도, 양 전극사이의 전위차, 산화반응 시간 등에 따라 기공의 크기 및 깊이를 10～200 nm 크기로 조절할 수 있다. As the nanotle, anodized alumina or polycarbonate may be used. Alumina oxide (AAO) used as a nano-frame can be prepared by anodization. The pores of the nano-frames are arranged in a regular structure, the size and depth of the pores can be adjusted according to the conditions of the nano-frame manufacturing process. In the case of alumina oxide produced by the anodization method, the pore size and depth may be reduced to 10 to 200 nm depending on the oxidation conditions of the anodic oxidation method, that is, the type of solution, the oxidation temperature, the potential difference between the two electrodes, and the oxidation time. I can regulate it.
나노입자로는 마그네타이트와 같은 자기 나노입자 또는 이외에 유기 나노입자, 무기 나노입자, 탄소나노튜브(carbon nano tube: CNT), 효소, 단백질, 항원, 항체, DNA 등을 사용할 수 있다. As nanoparticles, magnetic nanoparticles such as magnetite or organic nanoparticles, inorganic nanoparticles, carbon nanotubes (carbon nanotubes), enzymes, proteins, antigens, antibodies, DNA, and the like can be used.
도 2a는 본 발명에 따라 단일 나노 입자가 나노기공에 장입되는 과정을 나타내는 도면으로, 나노입자 분산액에 분포하고 있는 나노 입자가 나노틀의 기공에 장입되는 것을 나타내는 모형이다. 도 2b는 본 발명에 따라 다수의 나노 입자가 순차적으로 나노기공에 장입되는 과정을 나타내는 도면으로, 나노틀의 기공의 깊이가 나노입자의 크기(지름)보다 훨씬 큰 경우에는 나노틀의 기공에 나노입자가 다수 적층되어 장입되는 과정을 나타내는 도면이다. 구체적인 장입조건은 아래의 도 3과 도 4의 설명에서 기술한다. FIG. 2A is a diagram illustrating a process in which a single nanoparticle is charged into nanopores according to the present invention, and is a model showing that nanoparticles distributed in a nanoparticle dispersion are charged into pores of a nanoframe. 2B is a view illustrating a process in which a plurality of nanoparticles are sequentially loaded into nanopores according to the present invention, when the depth of the pores of the nanoframe is much larger than the size (diameter) of the nanoparticles, the nano It is a figure which shows the process by which many particle | grains are stacked and charged. Specific charging conditions are described in the description of FIGS. 3 and 4 below.
도 3는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 장치를 나타내는 도면이다. 즉, 나노틀에 나노입자를 충진하는 방법으로 초음파진동을 사용한 실시예를 나타낸다. 3 is a view showing an apparatus in the case of using the ultrasonic vibration method in an embodiment of the present invention. That is, an embodiment using ultrasonic vibration as a method for filling nanoparticles into a nanoframe.
본 발명에서 사용한 나노틀은 양극산화 알루미나이다. 양극산화 알루미나는 1 cm×2.5 cm×0.5 cm 알루미늄판을 0.3 M의 옥살산 (oxalic acid) 에서 양극 산화 시켜 제조한 것이다. 이 양극산화 알루미나는 다수의 기공을 가지고 있다. 기공은 지름 20 nm, 깊이 20 nm의 크기를 가지며, 균일하게 배열된 구조를 가진다. 나노입자는 지름 10 nm인 마그네타이트 나노 입자를 이용하였다. The nanoframe used in the present invention is anodized alumina. Anodized alumina is prepared by anodizing a 1 cm × 2.5 cm × 0.5 cm aluminum sheet with 0.3 M of oxalic acid. This anodized alumina has many pores. The pores have a diameter of 20 nm and a depth of 20 nm and have a uniformly arranged structure. As nanoparticles, magnetite nanoparticles having a diameter of 10 nm were used.
4.0×1012/cc 의 마그네타이트 나노입자 분산액과 양극산화 알루미나를 용기에 담아 초음파 진동 발생기의 상부에 놓는다. 초음파 진동 발생기는 30 kHz로 진동하며, 일정한 시간 진동을 가하였다. 시간은 10분, 20분 또는 30분간 가하였다. 초음파 진동이 계속되면 열이 발생하여 나노입자의 응집(agglomeration) 현상이나 입자성질의 변형이 생길 수 있다. 또한 나노입자가 단백질 입자인 경우에는 나노틀의 기공에 장입시 단백질이 파괴되는 현상이 발생한다. 따라서 과도한 열발생을 방지하기 위하여 초음파 진동 발생기 내에 물을 순환시켜 주는 등 냉각이 가능한 시스템이 필요하다. 나노입자 분산액의 온도가 10～15℃를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 특히 나노입자로 단백질 입자를 사용하는 경우에는 나노입자 분산액의 온도를 4 ℃로 유지하는 것이 단백질의 파괴 방지에 효과적이다.A 4.0 × 10 12 / cc magnetite nanoparticle dispersion and anodized alumina are placed in a vessel and placed on top of the ultrasonic vibration generator. The ultrasonic vibration generator vibrated at 30 kHz and applied a constant time vibration. The time was added for 10 minutes, 20 minutes or 30 minutes. If the ultrasonic vibration is continued, heat may be generated to cause agglomeration of nanoparticles or deformation of particulate properties. In addition, when the nanoparticles are protein particles, the phenomenon of protein destruction occurs when charged into the pores of the nano-frame. Therefore, in order to prevent excessive heat generation, there is a need for a system capable of cooling such as circulating water in the ultrasonic vibration generator. It is preferable to make it the temperature of a nanoparticle dispersion liquid maintain 10-15 degreeC. In particular, when protein particles are used as nanoparticles, maintaining the temperature of the nanoparticle dispersion at 4 ° C. is effective in preventing protein destruction.
아래의 도 5a, 도 5b 및 도 5c와 도 6a, 도 6b 및 도 6c에 양극산화 알루미나를 나노틀로 사용하고, 마그네타이트 나노입자를 장입한 결과에 대한 사진이 나타나 있다. 5A, 5B, and 5C, and FIGS. 6A, 6B, and 6C show photographs of the results of loading the magnetite nanoparticles using anodized alumina as a nanoframe.
10nm 지름의 금 나노입자를 사용한 경우에도 마그네타이트를 사용한 경우와 같은 결과를 보였다. In the case of using the gold nanoparticles of 10nm diameter, the same results as in the case of using magnetite.
도 4는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링(magnetic stirring) 방법을 사용한 경우의 장치를 나타내는 도면이다. 나노틀로 사용한 양극산화 알루미나는 1 cm×2.5 cm×0.5 cm 알루미늄판을 0.3 M의 옥살산 (oxalic acid) 에서 양극 산화 시켜 제조한 것이다. 이 양극산화 알루미나는 다수의 기공을 가지고 있다. 기공은 지름 20 nm, 깊이 20 nm의 크기를 가지며, 균일하게 배열된 구조를 가진다. 나노입자는 지름 10 nm인 마그네타이트 나노 입자를 이용하였다. 4.0×1012/cc 의 마그네타이트 나노 입자 분산액과 양극산화 알루미나를 용기에 담아 마그네틱스터러 (magnetic stirrer)의 상부에 놓는다. 마그네틱 스터러는 500 RPM (분단회전수) 하에서 스터링을 진행하였다. 실험 온도는 실온(25 ℃)이며, 스터링 시간은 6시간, 12시간, 18시간 및 24시간동안 진행하였다. 4 is a view showing an apparatus in the case of using a magnetic stirring method as an embodiment of the present invention. Anodized alumina used as a nanoframe is prepared by anodizing a 1 cm × 2.5 cm × 0.5 cm aluminum plate with 0.3 M of oxalic acid. This anodized alumina has many pores. The pores have a diameter of 20 nm and a depth of 20 nm and have a uniformly arranged structure. As nanoparticles, magnetite nanoparticles having a diameter of 10 nm were used. A 4.0 × 10 12 / cc magnetite nanoparticle dispersion and anodized alumina are placed in a container and placed on top of a magnetic stirrer. The magnetic stirrer proceeded to stir at 500 RPM (division speed). The experimental temperature was room temperature (25 ° C.), and the sterling time proceeded for 6 hours, 12 hours, 18 hours and 24 hours.
아래의 도 7a, 도 7b 및 도 7c와 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 양극산화 알루미나를 나노틀로 사용하고, 마그네타이트 나노입자를 장입한 결과에 대한 사진이 나타나 있다. 7A, 7B, and 7C, and FIGS. 8A, 8B, and 8C show photographs of the results of loading the magnetite nanoparticles using anodized alumina as a nanoframe.
10nm 지름의 금 나노입자를 사용한 경우에도 마그네타이트를 사용한 경우와 같은 결과를 보였다. In the case of using the gold nanoparticles of 10nm diameter, the same results as in the case of using magnetite.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 나노입자 충진 전의 주사전자현미경 표면사진, 단면사진 및 나노입자 충진후의 표면사진이다. 도 5a, 도5b는 각각 본 발명에서 나노틀로 사용한 다수의 균일한 기공을 갖는 양극산화 알루미나의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope:SEM) 표면사진과 단면사진을 나타내고 있다. 도 5c는 양극산화 알루미나의 기공에 마그네타이트 나노입자들이 장입되어 있는 것을 주사전자현미경으로 그 표면을 찍은 사진이다. 사진에서 볼 수 있는 바와 같이 나노틀의 다수의 기공내에 나노입자들이 장입되어 있음을 확인할 수 있다. 5A, 5B, and 5C are scanning electron microscope surface photographs, cross-sectional photographs, and surface photographs after nanoparticle filling before nanoparticle filling, respectively, when the ultrasonic vibration method is used as an embodiment of the present invention. 5A and 5B show scanning electron microscope (SEM) surface photographs and cross-sectional photographs of anodized alumina having a plurality of uniform pores, respectively, used as nano-frames in the present invention. Figure 5c is a photograph of the surface of the magnetized nanoparticles in the pores of the anodized alumina loaded with a scanning electron microscope. As can be seen in the photo, it can be seen that the nanoparticles are loaded in a plurality of pores of the nano-framework.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 표면사진이다. 즉, 도 3의 조건에서 초음파 진동 방법을 사용하여 양극산화 알루미나의 기공에 마그네타이트 나노입자를 충진하는 경우에 초음파 진동시간을 각각 10분, 20분, 30분 준 경우의 주사전자현미경 표면사진이다. 사진에서 볼 수 있듯이 30분 경과한 후의 주사전자현미경 표면사진에는 대부분의 기공내에 나노입자가 충진되어 있는 것을 알 수 있다.6A, 6B, and 6C are scanning electron microscope surface photographs illustrating changes in the nanoparticle filling rate with time when the ultrasonic vibration method is used as an embodiment of the present invention. In other words, when the magnetite nanoparticles are filled in the pores of the anodized alumina using the ultrasonic vibration method under the conditions of FIG. 3, the scanning electron microscope surface photographs are obtained when the ultrasonic vibration time is 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes, respectively. As can be seen from the photograph, the scanning electron microscope surface photograph after 30 minutes has elapsed, and most of the pores are filled with nanoparticles.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 표면사진이다. 즉, 도 4의 조건에서 마그네틱 스터링 방법을 사용하여 양극산화 알루미나의 기공에 마그네타이트 나노입자를 충진하는 경우에 스터링 시간을 각각 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 준 경우의 주사전자현미경 표면사진이다. 사 진에서 볼 수 있듯이 6시간 경과후에는 5%의 장입률을, 12시간 경과한 후에는 25%의 장입률을, 18시간 경과한 후에는 75%의 장입율을, 24시간 경과한 후에는 99%의 장입률을 나타낸다. 24시간 경과후에는 거의 모든 기공내에 나노입자들이 충진됨을 알 수 있다.7A, 7B, 7C, and 7D are scanning electron microscope surface photographs illustrating a change in nanoparticle filling rate with time when the magnetic sterling method is used as an embodiment of the present invention. That is, the scanning electron microscope surface photograph when the sterling time was given for 6 hours, 12 hours, 18 hours, and 24 hours, respectively, when the magnetite nanoparticles were filled in the pores of the anodized alumina using the magnetic sterling method under the conditions of FIG. 4. to be. As you can see from the picture, after 6 hours, the charging rate is 5%, after 12 hours, the charging rate is 25%, after 18 hours, the charging rate is 75%, and after 24 hours, A charging rate of 99% is shown. After 24 hours, almost all pores are filled with nanoparticles.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 일 실시예로 마그네틱 스터링 방법을 사용한 경우의 시간경과에 따른 나노입자 충진율의 변화를 나타내는 주사전자현미경 단면사진이다. 즉, 도 4의 조건에서 마그네틱 스터링 방법을 사용하여 양극산화 알루미나의 기공에 마그네타이트 나노입자를 충진하는 경우에 스터링 시간을 각각 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 준 경우의 주사전자현미경 단면사진이다. 사진에서 볼 수 있듯이 시간의 경과에 따라 장입된 나노입자의 숫자가 증가함을 알 수 있으며, 24시간 경과한 후에는 거의 모든 기공내에 나노입자들이 충진됨을 알 수 있다.8A, 8B and 8C are scanning electron microscope cross-sectional images showing the change of the nanoparticle filling rate with time when the magnetic sterling method is used as an embodiment of the present invention. In other words, in the case of filling the pores of the anodized alumina with the magnetite nanoparticles using the magnetic sterling method under the conditions of FIG. 4, the scanning electron microscope cross-section photographs were given for 6 hours, 12 hours, 18 hours, and 24 hours, respectively. to be. As can be seen in the picture, the number of charged nanoparticles increases with time, and after 24 hours, almost all pores are filled with nanoparticles.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용하여 나노입자를 충진한 경우의 AFM(atomic force microscope) 및 MFM(magnetic force microscope) 사진이다. 이 사진에서도 도 3의 조건에서 형성된 양극산화 알루미나 나노틀의 다수의 기공내에 장입된 마그네타이트 나노입자를 볼 수 있다. 9A and 9B illustrate an atomic force microscope (AFM) and a magnetic force microscope (MFM) photograph when nanoparticles are filled using an ultrasonic vibration method according to an embodiment of the present invention. Also in this photograph, the magnetite nanoparticles embedded in a plurality of pores of the anodized alumina nanostructure formed under the conditions of FIG. 3 can be seen.
도 10은 본 발명의 일 실시예로 초음파진동 방법을 사용한 경우의 주사전자현미경 사진이다. 여기에서는 양극산화 알루미나를 나토틀로 사용하고 나노 입자로 페리틴(ferritin:철 단백질)입자를 사용한 경우를 나타낸다. 즉, 나노입자로 단백질 입자를 사용한 경우에도 나노틀의 다수의 기공내에 나노입자가 균일하게 장입됨을 주사전자현미경 사진을 통해 확인 할 수 있다. 사용된 페리틴 나노입자의 크기는 지름이 10nm이며, 장입 실험은 4℃ 온도에서 39 kHz 초음파 진동 조건으로 30분간 실험한 결과이다. 10 is a scanning electron micrograph when the ultrasonic vibration method is used as an embodiment of the present invention. Here, anodized alumina is used as a natotle and ferritin (iron protein) particles are used as nanoparticles. That is, even when protein particles are used as nanoparticles, it can be confirmed through scanning electron micrographs that nanoparticles are uniformly loaded in a plurality of pores of the nanoframe. The size of the ferritin nanoparticles used is 10 nm in diameter, and the loading test is the result of 30 minutes of experiment with 39 kHz ultrasonic vibration at 4 ° C.
즉, 본 발명에 따르면 양극 산화 알루미나 (anodic aluminum oxide, AAO) 또는 폴리카보네이트 (polycarbonate)와 같은 자기 조립 (self-assembly) 나노틀 (nanotemplate)의 다수의 기공(기공의 크기는 다양하게 조절 가능함)내에 1～100 nm 크기의 유기 나노 입자, 무기 나노 입자, 자기입자, 탄소나노튜브 (carbon nano tube, CNT), 효소, 단백질, 항원, 항체, DNA 등을 충진시킨 나노구조를 얻을 수 있다. 이와 같이 나노 입자로 충진된 나노 구조를 이용하여 자기 메모리 소자, 자기 기록 매체, DNA칩 또는 단백질 칩 등에 활용할 수 있다.That is, according to the present invention, a plurality of pores of a self-assembly nanonoteplate such as anodized alumina (AOA) or polycarbonate (the size of the pores can be variously controlled) Nanostructures filled with organic nanoparticles, inorganic nanoparticles, magnetic particles, carbon nanotubes (carbon nanotubes, CNTs), enzymes, proteins, antigens, antibodies, DNA, etc., may be obtained. As such, the nanostructure filled with nanoparticles may be used in magnetic memory devices, magnetic recording media, DNA chips, or protein chips.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다수의 기공(pore)을 갖는 양극 산화 알루미나(anodic aluminium oxide, AAO)와 같은 나노틀에 초음파진동 방법이나 마그네틱 스터링 방법으로 지름이 1-100nm인 나노입자(nano particle)를 균일하게 다수의 기공에 충진할 수 있다. 이러한 방법으로 나노틀의 기공에 나노입자를 장입하여 나노입자의 균일한 분포를 얻을 수 있다. As described above, the present invention is nanoparticles having a diameter of 1-100 nm in the nano-frame such as anodic aluminum oxide (AOA) having a plurality of pores by ultrasonic vibration method or magnetic sterling method (nano particles) ) Can be uniformly filled in a number of pores. In this way, the nanoparticles are charged into the pores of the nano-frame to obtain a uniform distribution of the nanoparticles.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101107396B1 (en) * | 2009-11-04 | 2012-01-19 | 서울대학교산학협력단 | Method For Manufacturing Nanotubes With Nanoparticles And Depositing Nanoparticles On Nanopores |
| JP2014508743A (en) * | 2011-01-31 | 2014-04-10 | 高麗大学校産学協力団 | Magnetic nanoparticles having Curie temperature within biocompatible temperature and method for producing the same |
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