KR20110128749A - Metal-coated polymer nanowires having core-shell structure and the method preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polymer nano-wire in a metal nano-particles coated core-shell structure and a method for manufacturing the polymer nano-wire are provided to cost-effectively manufacture the polymer nano-wire by selectively coating the surface of polymer nano-fiber with metal nano-particles. CONSTITUTION: A polymer nano-wire in a core-shell structure is composed of a polymer nano-fiber core and a metal nano-particle shell coated on the nano-fiber. The polymer nano-fiber is a polymer which implements an ion-exchanging reaction with respect to metal ions. The metal nano-particle is formed by reducing the metal ions on the surface of the polymer nano-fiber. The polymer nano-fiber is selected from anion-based polymer nano-fiber or surface treated polymer nano-fiber which implements the ion-exchanging reaction with respect to the metal ions.

Description

금속 나노입자로 코팅된 코어-쉘 구조의 고분자 나노와이어 및 그 제조 방법 {Metal-coated polymer nanowires having core-shell structure and the method preparing the same} Core-shell structured polymer nanowires coated with metal nanoparticles and a method of manufacturing the same {Metal-coated polymer nanowires having core-shell structure and the method preparing the same}

본 발명은 고분자 나노와이어 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 금속 나노입자로 코팅된 코어-쉘 구조의 고분자 나노와이어 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer nanowire and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a polymer nanowire having a core-shell structure coated with metal nanoparticles and a method for manufacturing the same.

코어-쉘(Core-shell) 나노입자는 중심에 존재하는 코어 물질을 쉘을 형성하는 물질이 둘러싼 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조를 갖는 코어-쉘 나노입자는 각각의 코어와 쉘에 어떤 특성을 갖는 물질을 사용하는가에 따라서 적어도 2가지 이상의 특성을 나타내는 복합 기능의 나노소재를 제공할 수 있어, 금속-금속, 금속-세라믹, 금속-유기물, 유기물-유기물 구조를 비롯한 다양한 조합에 의한 코어-쉘 구조의 나노입자에 대한 연구개발이 이루어지고 있으며, 여러 특성들이 조합된 복합 기능으로 인하여 다양한 분야에 응용 가능성이 높은 것으로 기대되고 있다. Core-shell nanoparticles are composed of a structure surrounding the core material existing in the center of the shell forming material. Core-shell nanoparticles having such a structure can provide a composite-function nanomaterial exhibiting at least two or more properties depending on which material has a characteristic for each core and shell. The research and development of core-shell structured nanoparticles by various combinations including ceramic, metal-organic and organic-organic structures are being made, and it is expected to be highly applicable to various fields due to the combined function of various characteristics. It is becoming.

한편 나노섬유는 1930년대부터 미국 등에서 개발되기 시작하였으며, 나노섬유 부직포의 특징인 초박막, 초경량이면서 비표면적이 크고 다공성이 우수하기 때문에 여러 산업 분야에 응용할 수 있다. 특히 나노섬유는 필터소재, 광화학센서 소재, 탄소나노튜브 소재, 생체/의료용 소재, 조직공학용 소재 등과 같은 미래첨단산업의 핵심소재로서의 현재 세계적으로 관심이 고조되고 있다. 그러나 이러한 분야에 대한 구체적인 시장이 현재 본격적으로 형성된 것은 아니며 제품화 기술에 있어서도 아직은 태동기에 있다. On the other hand, nanofibers have been developed in the United States since the 1930s, and can be applied to various industrial fields because of their ultra-thin, ultra-light, specific surface area and excellent porosity. In particular, nanofibers are currently gaining worldwide attention as core materials of future high-tech industries such as filter materials, photochemical sensor materials, carbon nanotube materials, bio / medical materials, and tissue engineering materials. However, the specific market for this field is not formed in earnest at present, and it is still in the early stage in the commercialization technology.

상술한 코어-쉘 구조와 나노섬유라는 재료를 접목시켜 코어-쉘 구조의 금속 나노와이어를 간단한 방법으로 제조할 수 있다면 기능성 재료로서 가치가 매우 높을 것이다. 그러나 통상 금속 나노와이어는 0.1M 정도의 낮은 농도에서 합성하는 방법만이 보고되어 대량 생산에 대한 한계가 지적되고 있다.(shape-controlled synthesis of gold and silver nanoparticle', Science, 298, 2176(2002))If the core-shell structure and the material of nanofibers can be combined with each other, the core-shell structured metal nanowires can be manufactured in a simple manner, and thus, they will be very valuable as functional materials. However, conventional methods for synthesizing metal nanowires at concentrations as low as 0.1 M have been reported, indicating a limitation on mass production (shape-controlled synthesis of gold and silver nanoparticles', Science, 298, 2176 (2002)). )

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전도성 및 항균 특성이 우수한 a) 고분자 나노섬유 코어와 b) 상기 나노섬유에 코팅된 금속나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a) polymer nanofiber core and b) metal nanoparticle shell coated on the nanofiber excellent in conductivity and antibacterial properties.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 대량 생산이 가능하고, 경제적인 방식으로 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속나노입자 쉘로 이루어진 고분자 나노와이어의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a polymer nanowire made of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofibers in a mass production and economical manner.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 채용하여 제조된 항균 필터나 전극을 제공하는 것이다.
Another problem to be solved by the present invention is to provide an antimicrobial filter or electrode prepared by employing a polymer nanowire having the core-shell structure.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 a) 고분자 나노섬유 코어와 b) 상기 나노섬유에 코팅된 금속나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어로서, In order to solve the above technical problem, the present invention is a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a) a polymer nanofiber core and b) a metal nanoparticle shell coated on the nanofiber,

상기 고분자 나노섬유는 금속 이온과 이온교환 반응이 가능한 고분자이며, 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자는 상기 고분자 나노섬유 표면에서 금속 이온이 환원되어 형성된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 제공한다. The polymer nanofibers are polymers capable of ion exchange reactions with metal ions, and the metal nanoparticles coated on the nanofibers have a core-shell structure which is formed by reducing metal ions on the surface of the polymer nanofibers. Provide a wire.

또한 본 발명은 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어의 제조 방법으로서, The present invention also provides a method for producing a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofibers,

a) 전기방사법을 이용하여 고분자 나노섬유를 제조하는 단계; 및 b) 상기 전기방사된 고분자 나노섬유의 표면에서 금속 나노입자를 환원시켜 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 나노와이어의 제조 방법을 제공한다.a) preparing polymer nanofibers using an electrospinning method; And b) reducing and coating metal nanoparticles on a surface of the electrospun polymer nanofibers.

또한 본 발명은 상기 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 채용하여 제조된 항균 필터나 전극을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides an antimicrobial filter or electrode prepared by employing a polymer nanowire having the core-shell structure.

본 발명에 따른 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어는 전기전도도가 우수하고, 향균 특성이 뛰어날 뿐만 아니라, 전기방사법을 이용하여 나노섬유를 제조하고, 고분자 나노섬유의 표면에만 선택적으로 금속 나노입자를 코팅함으로써 경제적이고 대량 생산이 가능하다.
The polymer nanowires having a core-shell structure composed of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofibers according to the present invention have excellent electrical conductivity, excellent antibacterial properties, and nanofibers using an electrospinning method. It is possible to economically and mass production by coating the metal nanoparticles selectively on the surface of the polymer nanofibers.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴리스타이렌 나노섬유의 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유의 전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 표면에 은 나노입자가 코팅된 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유의 전자현미경 사진이다. 1 is an electron micrograph of a polystyrene nanofiber according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an electron micrograph of the sulfonated polystyrene nanofibers according to an embodiment of the present invention.
3 is an electron micrograph of sulfonated polystyrene nanofibers coated with silver nanoparticles on a surface according to an embodiment of the present invention.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따른 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어에 있어서, In the polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofiber according to the present invention,

상기 고분자 나노섬유는 금속 이온과 이온교환 반응이 가능한 고분자이며, 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자는 상기 고분자 나노섬유 표면에서 금속 이온이 환원되어 형성된 것이 특징이다. The polymer nanofibers are polymers capable of ion exchange reactions with metal ions, and the metal nanoparticles coated on the nanofibers are formed by reducing metal ions on the surface of the polymer nanofibers.

본 발명의 일실시예에 따르면, 사용가능한 고분자 나노섬유는 양이온 교환반응이 가능한 고분자는 제한 없이 가능하며, 음이온계 고분자 또는 금속이온과 이온교환 성능을 갖도록 표면처리된 고분자 나노섬유 중에서 선택될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 고분자 나노섬유는 술폰화된 폴리스타이렌, 술폰화된 폴리에스테르, 술폰화된 폴리에테르, 술폰화된 폴리아크릴, 술폰화된 폴리이미드, 술폰화된 폴리아미드 또는 상기 고분자 수지의 불소화수지, 또는 상기 고분자를 1종 이상 포함하는 공중합체, 카르복실산 작용기를 포함하는 고분자, 이미드 작용기를 포함하는 고분자, 아마이드 작용기를 포함하는 고분자, 에테르 작용기를 포함하는 고분자, 또는 알코올 작용기를 포함하는 고분자로 이루어진 군중에서 선택될 수 있으며, 카르복실산 작용기를 포함하는 고분자는 폴리아크릴산, 알코올 작용기를 포함하는 고분자는 셀룰로오즈 또는 폴리비닐알코올일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the usable polymer nanofibers may be selected from polymers capable of cation exchange reaction without limitation, and may be selected from anionic polymers or polymer nanofibers surface-treated to have ion exchange performance with metal ions. . Specifically, for example, the polymer nanofibers may be sulfonated polystyrene, sulfonated polyester, sulfonated polyether, sulfonated polyacryl, sulfonated polyimide, sulfonated polyamide or polymer resin. Fluorinated resins or copolymers containing at least one of the above polymers, polymers containing carboxylic acid functional groups, polymers containing imide functional groups, polymers containing amide functional groups, polymers containing ether functional groups, or alcohol functional groups It may be selected from the group consisting of a polymer comprising, the polymer containing a carboxylic acid functional group may be polyacrylic acid, the polymer containing an alcohol functional group may be cellulose or polyvinyl alcohol.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 나노섬유에 코팅되는 금속 나노입자는 금, 은, 구리, 알루미늄 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 것이 바람직하고, 항균 특성을 고려하면 은을 선택하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the metal nanoparticles coated on the nanofibers are preferably selected from gold, silver, copper, aluminum, and mixtures thereof, and more preferably, silver is selected in consideration of antibacterial properties.

또한 본 발명에 따른 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어의 제조 방법은 In addition, the method for producing a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofiber according to the present invention

a) 전기방사법을 이용하여 고분자 나노섬유를 제조하는 단계; 및a) preparing polymer nanofibers using an electrospinning method; And

b) 상기 전기방사된 고분자 나노섬유의 표면에서 금속 나노입자를 환원시켜 코팅하는 단계를 포함하는 것이 특징이다. b) reducing and coating metal nanoparticles on the surface of the electrospun polymer nanofibers.

이때, 고분자 나노섬유가 양이온 교환수지가 아닌 경우에는, 전기방사된 고분자 나노섬유를 화학적으로 처리하여 이온교환 성능을 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다. In this case, when the polymer nanofibers are not a cation exchange resin, the method may further include chemically treating the electrospun polymer nanofibers to impart ion exchange performance.

예를 들어, 고분자 나노섬유에 이온교환 성능을 부여하기 위한 화학적 처리 단계는 술폰화반응(sulfonation)을 통해 수행되는 것이 바람직하며, 금속 나노입자 코팅 단계는 금속 나노입자 제조를 위한 반응용액에 이온교환성능이 부여된 고분자 나노섬유를 넣은 상태로 나노입자 생성반응을 수행함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. For example, the chemical treatment step for imparting ion exchange performance to the polymer nanofibers is preferably carried out through sulfonation, and the metal nanoparticle coating step is ion exchanged into the reaction solution for preparing metal nanoparticles. It is preferable that the nanoparticle production reaction is carried out with the polymer nanofibers imparted with the performance.

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어는 항균 필터 또는 전극과 같은 전도성 재료에 유용하게 사용될 수 있다.
The polymer nanowires having a core-shell structure according to the present invention can be usefully used in conductive materials such as antibacterial filters or electrodes.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것으로서, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the examples are presented to aid the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention by the following examples.

실시예Example 1: 은( 1: silver ( AgAg ) 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의 ) Nano-coated core-shell structure 폴리스타이렌Polystyrene 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

(1) 폴리스타이렌의 제조(1) Preparation of Polystyrene

폴리스타이렌은 통상적으로 알려진 중합법에 따라 제조하였다. 500mL 플라스크를 세척한 후 진공하에 가열하면서 완전히 건소시켜 준비하고, 상기 플라스크에 스타이렌 모노머와 무수칼슘을 넣어 하루 동안 교반시켰다. 다른 플라스크에서는 테트라하이드로퓨란(THF)와 칼슘하이드라이드를 넣고 하루 동안 교반시킨 다음 나트륨과 벤조페논을 이용하여 다른 플라스크로 증류시켰다. 중합 직전에 THF를 진공하에서 500 mL 플라스크로 증류시킨 후 -78℃로 냉각시킨 다음 스타이렌을 진공하에 반응기로 증류시켰다. 30분 경과 후, 예정된 양의 sec-부틸리튬을 실린지를 이용하여 반응기에 넣었다. 곧 붉은 색으로 변하기 시작했으며, 중합 반응은 4시간 동안 수행하였다. 탈기된 무수메탄올 1mL를 반응기에 첨가하여 중합반응을 종료시켰으며, 이에 따라 용액의 색상은 투명해졌다. 메탄올을 이용하여 합성된 고분자를 침전, 여과, 세척시킨 후 진공하에 상온에서 건조시켜 폴리스타이렌을 얻었다.
Polystyrene was prepared according to commonly known polymerization methods. The 500 mL flask was washed and then completely dried while heating in vacuo, and styrene monomer and anhydrous calcium were added to the flask and stirred for one day. In another flask, tetrahydrofuran (THF) and calcium hydride were added, stirred for one day, and then distilled into another flask using sodium and benzophenone. Just before the polymerization, THF was distilled into a 500 mL flask under vacuum, then cooled to -78 ° C, and then styrene was distilled into the reactor under vacuum. After 30 minutes, a predetermined amount of sec-butyllithium was put into the reactor using a syringe. It soon began to turn red, and the polymerization was carried out for 4 hours. 1 mL of degassed anhydrous methanol was added to the reactor to terminate the polymerization, whereby the color of the solution became transparent. The polymer synthesized using methanol was precipitated, filtered, washed, and dried at room temperature under vacuum to obtain polystyrene.

(2) 전기방사법을 이용한 폴리스타이렌 나노섬유의 제조(2) Preparation of Polystyrene Nanofibers by Electrospinning Method

폴리스타이렌 20 중량%와 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 80 중량%를 포함하는 방사용액을 준비하여, 전기방사장치의 주입구에 투입하였다. 유속은 실린지 펌프(WPI, Model Sp101i)로 조절하였다. 외각의 직경이 1.6mm이고, 내부 직경이 1mm인 니들에 전원을 연결하여 20,000V의 전압을 걸었다. 실린지 펌프의 니들 팁으로부터 약 20cm 거리에 있는 집적판(collector)에 전기방산된 폴리스타이렌 나노섬유가 수집되었다. A spinning solution containing 20% by weight of polystyrene and 80% by weight of N, N-dimethylacetamide (DMAc) was prepared and added to the inlet of the electrospinning apparatus. Flow rate was controlled by syringe pump (WPI, Model Sp101i). The outer shell was 1.6mm in diameter and the inner diameter was 1mm to connect a power source to apply a voltage of 20,000V. Electrospun polystyrene nanofibers were collected on a collector about 20 cm from the needle tip of the syringe pump.

상기에서 제조된 폴리스타이렌 나노섬유를 전자현미경을 이용하여 5,000배의 비율로 확대 관찰하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 볼 수 있듯이 고분자 나노섬유는 100 내지 300㎚의 균일한 굵기를 갖는 나노섬유가 부직포 형태로 서로 얽혀 있는 구조를 갖고 있었다.
The polystyrene nanofibers prepared above were magnified and observed at a ratio of 5,000 times using an electron microscope, and the results are shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the polymer nanofibers had a structure in which nanofibers having a uniform thickness of 100 to 300 nm were entangled with each other in the form of a nonwoven fabric.

(3) 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유의 제조(3) Preparation of Sulfonated Polystyrene Nanofibers

상기 실시예에서 전기방사법으로 제조된 폴리스타이렌 나노섬유는 이온교환성능을 가질 수 있게 하기 위해 화학적으로 표면처리하였다. 구체적으로 전기방사법으로 제조된 폴리스타이렌 나노섬유 매트를 98% 황산에 담그고, 실버설페이트 촉매하에서 10 ~ 600초간 교반시켰다. 그 다음 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유 매트를 70%, 50%, 25% 및 5%의 묽은 황산으로 단계적으로 세척한 다음, 탈이온수로 세척했다. 이에 따라 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유는 첨부된 도 2의 전자현미경 사진으로부터 확인할 수 있다.
In the above example, the polystyrene nanofibers prepared by the electrospinning method were chemically treated to enable ion exchange performance. Specifically, the polystyrene nanofiber mat prepared by the electrospinning method was immersed in 98% sulfuric acid, and stirred for 10 to 600 seconds under a silver sulfate catalyst. The sulfonated polystyrene nanofiber mat was then washed stepwise with 70%, 50%, 25% and 5% dilute sulfuric acid and then with deionized water. Accordingly, the sulfonated polystyrene nanofibers can be confirmed from the electron micrograph of FIG. 2.

(4) 은(Ag) 나노입자로 코팅된 폴리스타이렌 나노섬유의 제조(4) Preparation of Polystyrene Nanofibers Coated with Silver (Ag) Nanoparticles

술폰화된 고분자 나노섬유를 은(Ag) 나노입자를 제조하기 위한 반응용액에 넣은 후 은 나노입자 생성반응을 진행시킴으로써, 고분자 나노섬유 표면에 은 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의 고분자 나노와이어를 합성했다. The sulfonated polymer nanofibers are placed in a reaction solution for preparing silver (Ag) nanoparticles, and then silver nanoparticle generation reaction is performed. Thus, the core-shell structured polymer nanowires are coated with silver nanoparticles on the surface of the polymer nanofibers. Synthesized.

반응 용기 내에서 120℃로 유지한 채 에틸렌 글리콜 용액 100 ml을 교반시키면서, 질산은의 에틸렌 글리콜 용액(질산은 농도: 1.5×10-4몰/L) 10ml을 일정한 유량으로 10초 동안 첨가하였다. 그리고 나서, 120℃로 30분 동안 숙성시켜 은의 핵 입자를 형성하였다. 숙성 종료 후의 반응액은 은 나노 입자의 표면 플라즈몬 흡수에 유래한 황색을 나타내고, 은 이온이 환원되어 은 나노 입자가 형성되는 것을 확인하였다.10 ml of silver nitrate ethylene glycol solution (silver nitrate concentration: 1.5 x 10 < -4 > mol / L) was added at a constant flow rate for 10 seconds while stirring 100 ml of ethylene glycol solution while maintaining at 120 DEG C in the reaction vessel. Then, aged at 120 ° C. for 30 minutes to form nuclear particles of silver. After completion of the aging, the reaction solution exhibited yellow color derived from surface plasmon absorption of the silver nanoparticles, and confirmed that silver ions were reduced to form silver nanoparticles.

그 결과 형성된 고분자 나노섬유 표면에 은 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의 고분자 나노와이어는 도 3의 전자현미경 사진에서 확인할 수 있다.
As a result, the polymer nanowires having the core-shell structure coated with silver nanoparticles on the surface of the polymer nanofibers formed can be seen in the electron micrograph of FIG. 3.

실시예Example 2: 금( 2: gold ( GoldGold ) 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의 ) Nano-coated core-shell structure 폴리스타이렌Polystyrene 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

실시예 1의 술폰화된 폴리스타이렌 나노섬유를 제조한 후 금 나노입자 코팅을 하기 위해 100ml 1.0 mM HAuCl4 수용액에 1g의 나노섬유를 넣고, 교반시키면서 끓는점까지 승온시킨 후 트리소듐 시트레이트 디하이드레이트(trisodium citrate dihydrate)(Na3C6H5O7 .2H2O) 1% 수용액 10 mL를 첨가하여 반응시킨다. 자주색 변화가 관찰되었을 때 분리하여 약 30nm의 금 나노입자가 코팅된 코어 쉘 구조의 폴리스타이렌 나노섬유를 제조할 수 있었다.
100 ml 1.0 mM HAuCl 4 for gold nanoparticle coating after preparing sulfonated polystyrene nanofibers of Example 1 1 g of nanofibers were added to the aqueous solution, and the temperature was raised to the boiling point while stirring . Then, 10 mL of 1% aqueous solution of trisodium citrate dihydrate (Na 3 C 6 H 5 O 7 .2H 2 O) was added to the reaction. Let's do it. When purple changes were observed, polystyrene nanofibers with core shell structure coated with gold nanoparticles of about 30 nm could be prepared.

실시예Example 3: 은 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의  3: core-shell structure coated with silver nanoparticles 폴리아마이드Polyamide 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

폴리아미드 11을 포름산과 디클로로메탄 혼합용매에 3 중량% 용해시킨 후 실시예 1 (2)의 전기방사법에 의해 직경 약 300nm의 나노섬유를 제조한 후, 실시예 1 (4)의 방법으로 은 나노입자가 코팅된 코어 쉘 구조의 고분자 나노와이어를 제조하였다.
3 wt% of polyamide 11 was dissolved in a mixed solvent of formic acid and dichloromethane, and nanofibers having a diameter of about 300 nm were prepared by the electrospinning method of Example 1 (2). Polymer nanowires having a core shell structure coated with particles were prepared.

실시예Example 4: 금 나노입자가 코팅된 코어-쉘 구조의  4: core-shell structure coated with gold nanoparticles 폴리아마이드Polyamide 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

실시예 3의 방법으로 나노섬유를 제조하고, 실시예 2의 방법으로 금 나노입자가 코팅된 코어 쉘 구조의 폴리아마이드 나노섬유를 제조하였다.
Nanofibers were prepared by the method of Example 3, and polyamide nanofibers having a core shell structure coated with gold nanoparticles were prepared by the method of Example 2.

Claims (10)

a) 고분자 나노섬유 코어; 및 b) 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어로서,
상기 고분자 나노섬유는 금속 이온과 이온교환 반응이 가능한 고분자이고,
상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자는 상기 고분자 나노섬유 표면에서 금속 이온이 환원되어 형성된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어. a) polymeric nanofiber cores; And b) a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a metal nanoparticle shell coated on the nanofibers,
The polymer nanofiber is a polymer capable of ion exchange reaction with metal ions,
The metal nanoparticles coated on the nanofibers are polymer nanowires having a core-shell structure, characterized in that metal ions are reduced on the surface of the polymer nanofibers. 제1항에 있어서,
상기 고분자 나노섬유는 음이온계 고분자 나노섬유 또는 금속이온과 이온교환 성능을 갖도록 표면처리된 고분자 나노섬유 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어. The method of claim 1,
The polymer nanofiber is a polymer nanowire having a core-shell structure, characterized in that it is selected from anionic polymer nanofibers or polymer nanofibers surface-treated to have ion exchange performance with metal ions. 제2항에 있어서,
상기 고분자 나노섬유는 술폰화된 폴리스타이렌, 술폰화된 폴리에스테르, 술
폰화된 폴리에테르, 술폰화된 폴리아크릴, 술폰화된 폴리이미드, 술폰화된 폴리아미드 또는 상기 고분자 수지의 불소화수지, 또는 상기 고분자를 1종 이상 포함하는공중합체, 카르복실산 작용기를 포함하는 고분자, 이미드 작용기를 포함하는 고분자, 아마이드 작용기를 포함하는 고분자, 에테르 작용기를 포함하는 고분자, 또는 알코올 작용기를 포함하는 고분자로 이루어진 군중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어. The method of claim 2,
The polymer nanofibers are sulfonated polystyrene, sulfonated polyester, sulfonated
Fonated polyether, sulfonated polyacrylic, sulfonated polyimide, sulfonated polyamide or fluorinated resin of the polymer resin, or copolymer containing at least one polymer, polymer comprising carboxylic acid functional group A polymer nanowire having a core-shell structure, characterized in that selected from the group consisting of a polymer comprising an imide functional group, a polymer comprising an amide functional group, a polymer comprising an ether functional group, or a polymer comprising an alcohol functional group. 제1항에 있어서,
상기 금속은 금, 은, 구리, 알루미늄 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어. The method of claim 1,
The metal nanowire having a core-shell structure, characterized in that selected from gold, silver, copper, aluminum and mixtures thereof. 고분자 나노섬유 코어와 상기 나노섬유에 코팅된 금속 나노입자 쉘로 이루어진 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어의 제조 방법으로서,
전기방사법을 이용하여 고분자 나노섬유를 제조하는 단계; 및
상기 전기방사된 고분자 나노섬유의 표면에서 금속 나노입자를 환원시켜 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 나노와이어의 제조 방법.A method for producing a polymer nanowire having a core-shell structure consisting of a polymer nanofiber core and a metal nanoparticle shell coated on the nanofiber,
Preparing a polymer nanofiber using an electrospinning method; And
Reducing the metal nanoparticles on the surface of the electrospun polymer nanofibers, comprising the steps of coating the polymer nanowires. 제5항에 있어서,
상기 고분자 나노섬유를 제조하는 단계 다음에 상기 전기방사된 고분자 나노섬유를 화학적으로 처리하여 이온교환 성능을 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 나노와이어의 제조 방법.The method of claim 5,
Manufacturing the polymer nanofibers further comprising chemically treating the electrospun polymer nanofibers to give ion exchange performance. 제6항에 있어서,
상기 이온교환성능을 부여하기 위한 화학적 처리 단계는 술폰화 (sulfonation) 반응을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 고분자 나노와이어의 제조 방법.The method of claim 6,
Chemical treatment step for imparting the ion exchange performance is a method for producing a polymer nanowire, characterized in that carried out through a sulfonation (sulfonation) reaction. 제5항에 있어서,
상기 금속 나노입자 코팅 단계는 금속 나노입자 제조를 위한 반응용액에 이온교환성능이 부여된 고분자 나노섬유를 넣은 상태로 나노입자 생성반응을 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 고분자 나노와이어의 제조 방법.The method of claim 5,
The metal nanoparticle coating step is a method for producing a polymer nanowire, characterized in that by performing a nanoparticle generation reaction in the state in which the polymer nanofibers are given the ion exchange performance in the reaction solution for the production of metal nanoparticles. 제1항에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 채용하여 제조된 항균 필터.An antimicrobial filter manufactured by employing a polymer nanowire having a core-shell structure according to claim 1. 제1항에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 고분자 나노와이어를 채용하여 제조된 전극.An electrode manufactured by employing a polymer nanowire having a core-shell structure according to claim 1.
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