KR20140122223A

KR20140122223A - 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자

Info

Publication number: KR20140122223A
Application number: KR1020147017349A
Authority: KR
Inventors: 현재호
Original assignee: 고센바이오비드 주식회사
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-10-17
Also published as: KR101516345B1; WO2014142378A1

Abstract

본 발명은 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자에 관한 것이다.
본 발명은, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 혼합단계; 와, 상기 혼합단계에서 혼합된 용액에, 분산력을 증가하기 위해 고분자물질을 넣고 섞어주는 분산단계; 와, 상기 분산단계에서 혼합된 용액을 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 식별하는 변화단계; 및, 상기 변화단계에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기와 같은 방법으로 제조된 자성나노입자를 특징으로 한다.
따라서 본 발명은, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 혼합하여 염기반응을 일으키고 고분자물질을 섞어 분산력을 증가한 후 가열하여 마그네타이트화하고 자성나노입자를 분리함으로써, 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 가지며 자기적 특성이 향상된 자성나노입자를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자{Magnetic Nanoparticle Manufacture Method and Magnetic Nanoparticle}

본 발명은 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노입자가 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 갖도록 하고, 나노입자의 합성 및 효과적인 분산을 유도하여 자기적 특성을 향상시키며, 대량생산을 용이하게 할 수 있는 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자에 관한 것이다.

최근에는 기존 소재의 한계를 넘어선 새로운 기능의 나노 소재와 이를 효과적으로 제조하기 위한 기술 및 이를 응용하는 기술에 대한 관심이 집중되고 있다.

나노 기술은 단순히 대상물의 크기 영역 때문에 부각된 기술은 아니며, 1 ∼ 1000nm 영역의 크기를 가지는 소재들이 그 이상의 크기를 갖는 물질들에서는 찾아볼 수 없는 독특한 물성을 나타내기 때문에, 중요기술 분야 중의 하나로 부각된다.

특히, 근래 들어 주목받고 있는 반사형 디스플레이에 나노 기술을 적용하고 있는바, 상기 반사형 디스플레이의 핵심은 디스플레이 광 투과 조절장치로서, 나노 기술로 제조된 자성나노입자가 상기 디스플레이 광 투과 조절장치에 사용되고 있다. 이때 상기 디스플레이 광 투과 조절장치는 디스플레이 장치로부터 방출되는 광이나 외부로부터 입사되는 광을 투과 또는 차단하는 기능을 하는 광학 장치이고, 이를 실현 가능하게 하는 것이 바로 자성나노입자이다.

또한, 상기 자성나노입자는 질병 진단용 바이오 센서(bio-sensor), MRI 조영제(Contrast Agents), 온열치료(hyperthermia), 약물전달체계(drug delivery system) 등의 원료 물질로서, 부작용을 줄일 수 있는 안전한 의료 기술을 제공함과 동시에, 빠른 진단 및 치료 결과의 획득과 높은 정확도, 및 완치도 등과 같은 의학적 기술의 요구 조건을 동시에 해결할 수 있어서 최근 바이오 및 의료분야에서 주목을 받고 있다. 다만, 자성나노입자가 바이오 및 의료 분야에 응용되기 위해서는 몇 가지 요구사항을 만족할 수 있어야 한다.

우선, 각각의 자성나노입자들이 균일한 자장을 발생하고, 보다 정확하고 균일한 특성을 나타내기 위해 자성나노입자가 서로 응집하지 않아야 하며, 초상자성을 가질 수 있는 입자 크기와 구형의 입자 모양을 가지도록 하는 것이 중요하다.

그리고 자성나노입자가 외부 인가, 혹은 유도자장의 미세한 변화에도 감응하기 위해서는, 보다 향상된 포화 자화값 및 높은 자화율을 가져야 하고, 높은 화학적 안정성을 가져야 한다.

또한, 생체 세포와의 친화성을 갖거나 생체 적합한 물질에 의한 자성나노입자 표면을 코팅하였을 때 자기적 특성이 유지되도록 설계되어야 한다. 즉, 나노 입자의 자성과 생체친화성이 모두 만족해야 최종적으로 바이오 및 의료분야에 응용이 가능하다.

이러한 자성나노입자의 제조와 관련하여, 철 산화물계 자성나노입자를 중심으로 한 연구가 활발한데, 주로 Fe3O4와 Fe2O3(γ-Fe2O3, α-Fe2O3)에 대한 연구가 이루어지고 있다 [Ajay Kumar Gupta and Mona Gupta, Biomaterials, 26, 3995 (2005); Pedro Tartaj et al., J. Phys. D: Applied Phys., 36, R182 (2003); Ajay Kumar Gupta and Stephen Wells, IEEE Trans. on Nanobioscience, 3(1), 6673 (2004)].

또한, 이에 대한 지속적인 연구의 결과로 수 나노미터 정도 크기의 나노입자도 제조되고 있으며 [Shouheng Sunet al., J. Am. Chem. Soc. 126, 273 (2004)], 다원계 페라이트 제조에도 성공한 연구결과가 발표되고 있다 [Shouheng Sun and Hao Zeng, J. Am. Chem. Soc. 124, 8204 (2002)].

그러나 상기 보고된 제조 방법들은 대부분 질소 혹은 아르곤과 같은 비활성 반응 환경을 까다롭게 요구하기 때문에, 공기 혹은 수분을 완전히 분리 및 제거한 후, 제조하여야 하는 어려움이 있다. 또한, 계면활성제를 사용하여 각 입자들의 분산을 유도하기 때문에 그로 인해 포화 자화값, 자화율 등의 자기적 특성이 현격히 저하된다. 그러나 계면활성제를 사용하지 않으면 각 나노입자들 간의 표면 자성에 의한 응집 현상으로 인해 개별적으로 존재하는 독립된 자성나노입자의 획득이 어렵게 된다.

이러한 기술적 한계로 인해 아직까지는 자성나노입자를 직접적으로 바이오 및 의학 분야에 응용하지 못하고 있는 실정이다.

또한, 앞서 보고된 나노입자들의 자기적 및 물리적 특성규명에 있어 섬세하고 정확한 물성 확인에도 한계가 존재한다. 이는 바이오 및 의학적 생체 적용 시 야기될 수 있는 문제들을 미리 방지하기 위해서는 나노입자들의 정확한 물성 확인 절차가 필요하며, 어떠한 문제가 발생한 경우에도 이에 올바르게 대처하기 위해서는 정확한 물성 규명이 필수적이다.

특히, 철 산화물인 마그네타이트(magnetite; Fe3O4)와 마그헤마이트(maghemite; γ-Fe2O3)는 결정구조가 유사하여 결정구조 원리에 기초를 둔 X선 회절 분석(XRD)에 의한 구분에 한계가 있으며, 진동형 자화율 측정기(VSM), 및 초전도 양자 간섭 자기 측정 장치(SQUID)에 의한 거시적인 자기적 성질로도 그 구분이 분명하지 않다. [Sang Won Lee and Chul Sung Kim, Sae Mulli, 50(3), 147 (2005); M. Hanson, J. Magn. Magn. Mater. 96, 105 (1991)]

현재까지 개발된 나노입자의 제조방법 및 자성나노입자는, 반사형 디스플레이와 바이오 및 의학 분야에서 실제 응용에 필요한 자기적 성질 발현에 아직 미치지 못하고 있고, 자성나노입자가 불안정하며 입자 분포도가 불균일한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 자성나노입자가 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 갖도록 함과 동시에 자기적 특성이 향상되도록 하여, 반사형 디스플레이나 바이오 분야에 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 상기 자성나노입자의 표면을 쉽게 개질하고 다양한 크기의 입자를 용이하게 제조할 수 있도록 하여, 반사형 디스플레이나 바이오 분야뿐만 아니라 다양한 응용 분야에 용이하게 적용하여 사용할 수 있도록 하는 목적도 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 자성나노입자 제조방법의 일 실시 예를 보인 순서도이고, 도 2는 본 발명 자성나노입자 제조방법의 다른 실시 예를 보인 순서도이다.

우선, 도 1과 같이 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 혼합단계(S1)를 진행하고, 상기 혼합단계(S1)에서 혼합된 용액에, 분산력을 증가하기 위해 고분자물질을 넣고 섞어주는 분산단계(S2)를 진행하며, 상기 분산단계(S2)에서 혼합된 용액을 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 식별하는 변화단계(S3)를 진행하고, 상기 변화단계(S3)에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계(S4)를 순차적으로 진행하여 본 발명이 얻고자 하는 자성나노입자를 제조한다.

한편, 도 2와 같이 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수, 고분자물질을 혼합하고, 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 혼합변화단계(S10)를 진행하고, 상기 혼합변화단계(S10)에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계(S4)를 순차적으로 진행하여도 자기적 특성이 향상된 자성나노입자를 제조할 수 있다.

이때 상기 분리단계(S4)에서 분리된 자성나노입자를 극성용매로 세척해주는 세척단계(S5)를 더 진행하여 불순물이 없는 자성나노입자를 제조함이 바람직하다.

여기서, 상기 상온이라 함은, 본 발명에서 온도를 승온하거나 감온하지 않고 작업자가 가장 편하게 반응할 수 있는 20 ∼ 30℃를 의미하나 이에 국한되는 것이 아님을 강조한다. 즉, 주변의 여건 및 환경에 따라 그 이하 또는 그 이상의 온도도 될 수 있음은 물론이다.

상기 혼합단계(S1)는, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 단계이다.

상기 철 전구체는, 자성나노입자를 얻기 위해 자성을 얻을 수 있는 철이 포함된 첨가 물질로서, 아이언(Ⅱ), 아이언(Ⅲ), 질산철(Ⅱ)[Fe(NO3)2], 질산철육수화물(Ⅱ)[Fe(NO3)2.6H2O], 질산철(Ⅲ)[Fe(NO3)3], 질산철육수화물(Ⅲ)[Fe(NO3)2.6H2O], 황산철(Ⅱ)[FeSO4], 황산철칠수화물(Ⅱ)[FeSO4.7H2O], 황산철(Ⅲ)[Fe2(SO4)3], 염화철(Ⅱ)[FeCl2], 염화철사수화물(Ⅱ)[FeCl2.4H2O], 염화철(Ⅲ)[FeCl3], 염화철육수화물[FeCl3.6H2O], 요오드화철(Ⅱ)[FeI2], 요오드화철사수화물(Ⅱ)[FeI2.4H2O], 요오드화철(Ⅲ)[FeI3], 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트철[Fe(acetylacetonate)2], 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트철[Fe(acetylacetonate)3], 아이언(Ⅱ) 트리플루오로아세틸아세토네이트[Fe(tfac)2], 아이언(Ⅲ) 트리플루오로아세틸아세토네이트[Fe(tfac)3], 아이언(Ⅱ) 아세테이트[Fe(ac)2], 아이언(Ⅲ) 아세테이트[Fe(ac)3], 과염소산철[Fe(ClO4)3], 아이언 설파메이트[Fe(NH2SO3)2], 철펜타카보닐[Fe(CO)5], 브롬화철(Ⅱ)[FeBr2], 브롬화철(Ⅲ)[FeBr3], 스테아르산철(Ⅱ)[(CH3(CH2)16COO)2Fe], 스테아르산철(Ⅲ)[(CH3(CH2)16COO)3Fe], 올레산철(Ⅱ)[(CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COO)2Fe], 올레산철(Ⅲ)[(CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COO)3Fe], 라우르산철(Ⅱ)[(CH3(CH2)10COO)2Fe], 라우르산철(Ⅲ)[(CH3(CH2)10COO)3Fe], 아세트산철(Ⅱ)[Fe(OOCCH3)2], 펜타카르보닐철[Fe(CO)5], 엔니카르보닐철[Fe2(CO)9], 디소듐 테트라카르보닐철[Na2(Fe(CO)4)], 염화아연(Ⅱ)[ZnCl2], 염화코발트(Ⅲ)[CoCl3], 염화코발트(Ⅱ)[CoCl2], 질산코발트(Ⅱ)[Co(NO3)2], 황산니켈(Ⅱ)[NiSO4], 염화니켈(Ⅱ)[NiCl2], 질산니켈(Ⅱ)[Ni(NO3)2], 사염화티타늄[TiCl4], 사염화지르코늄[ZrCl4], 헥사클로로백금(Ⅳ)산[H2PtCl6], 헥사클로로팔라듐(Ⅳ)산[H2PdCl6], 염화바륨[BaCl2], 황산바륨[BaSO4], 염화스트론튬[SrCl2], 황산스트론튬[SrSO4], 아세트산아연[Zn(OOCH3)2], 아세트산망간[Mn(OOCH3)2], 아세트산세륨(Ⅲ) 수화물[(CH3COO)3Ce·xH2O], 브롬화세륨(Ⅲ) 수화물[CeBr3·xH2O], 염화세륨(Ⅲ) 칠수화물[CeCl3·7H2O], 탄산세륨(Ⅲ) 수화물[Ce2(CO3)·xH2O], 플루오르화세륨(Ⅲ) 수화물[CeF3·xH2O], 세륨(Ⅲ)2-에틸헥사노에이트[CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]3Ce, 요오드화세륨(Ⅲ)[CeI3], 질산세륨(Ⅲ) 육수화물[Ce(NO3)3·6H2O], 옥살산세륨(Ⅲ) 수화물[Ce(C2O4)3·xH2O], 과염소산세륨(Ⅲ)[Ce(ClO4)3], 황산세륨(Ⅲ) 수화물[Ce2(SO4)3·xH2O], 코발트 아세틸아세토네이트[Co(acac)3], 니켈 아세틸아세토네이트[Ni(acac)2], 카퍼 아세틸아세토네이트[Cu(acac)2], 바륨 아세틸아세토네이트[Ba(acac)2], 스트론튬 아세틸아세토네이트[Sr(acac)2], 세륨(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 수화물[(acac)3Ce·xH2O], 플래티늄 아세틸아세토네이트[Pt(acac)2], 팔라듐 아세틸아세토네이트[Pd(acac)2], 티타늄 테트라아소프로폭시드[Ti(OC3H7)4] 및 지르코늄 테트라부톡시드[Zr(OC4H9)4] 중 어느 하나로 이루어진다.

상기 용매는, 상기 철 전구체를 녹여 액화되도록 하는 첨가 물질로서, 폴리머용매, 이온성 액체용매, 할로겐 탄화수소용매, 알콜류용매, 방향족용매, 헤테로고리용매, 술록사이드계용매, 아마이드계용매, 탄화수소용매, 에테르계용매 및 물 중 어느 하나로 이루어진다.

또한, 상기 용매는, 아세테이트(acetate), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 부틸 아세테이트(Butyl acetate), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 디 에틸렌 글리콜(Di ethylene glycol), 트리 에틸렌 글리콜(Tri ethylene glycol), 테트라 에틸렌 글리콜(tetra ethylene glycol), 에탈올(ethanol), 2-부톡시 에탄올(2-Butoxy ethanol), 디 프로필렌 글리콜(Di propylene glycol), 케톤(ketone), 메틸 이소부틸 케톤(Methyl Isobutyl Ketone), 에틸 메틸 케톤(ethyl methyl ketone), 아세톤(acetone), 알코올(alcohol), 뷰탄올(Butanol), 프로판올(propanol), 메탄올(methanol), 아세토니트릴(acetonitrile), 아세토나이트릴(Acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 에테르(ether), 디에틸에테르(Diethylehter), 페닐 에테르(phenyl ether), 옥틸 에테르(octyl ether), 데실 에테르(decyl ether), 벤질 에테르(benzyl ether), 피리딘(Pyridine), 다이메틸 설폭사이드(Dimehyl sulfoxide), N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide), 스쿠알렌(squalene), 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuran), 다이클로로메테인(Dichloromethane), 아민(amine), 헥산(hexan), 헥사데칸(hexadecane), 헥사데센(hexadecene), 옥타데칸(octadecane), 옥타데센(octadecene), 아이코산(eicosane), 아이코센(eicosene), 페난트렌(phenanthrene), 펜타센(pentacene), 안트라센(anthracene) 및 바이페 닐(biphenyl) 중 어느 하나 또는 선택된 복수개로 이루어질 수도 있다.

상기 배위자는, 상기 철 전구체와 염기반응이 이루어지도록 첨가되는 물질로서, 초산나트륨, 암모니아수, 수산화암모늄, 헥산술폰산나트륨, 중탄산나트륨, 알긴산나트륨, 포스핀, 디포스핀, 트리페닐포스핀, 트리-o-톨릴포스핀, 트리-m-톨릴포스핀, 트리-p-톨릴포스핀, 트리스(펜타플루오로페닐)포스핀, 트리스(p-플루오로페닐)포스핀, 트리스(o-메톡시페닐)포스핀, 트리스(m-메톡시페닐)포스핀, 트리스(p-메톡시페닐)포스핀, 트리스(2,4,6-트리메톡시페닐)포스핀, 트리(m-클로로페닐)포스핀, 트리(p-클로로페닐)포스핀, 트리시클로헥실포스핀, 트리-tert-부틸포스핀, 트리-n-부틸포스핀, 트리-2-푸릴포스핀, 2-(디시클로헥실포스피노)비페닐, 2-(디-tert-부틸포스피노)비페닐, 2-디-tert-부틸포스피노-2'-메틸비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시-1,1'-비페닐,2-(디시클로헥실포스피노)-2'-(N,N-디메틸아미노)비페닐, 2-디시클로헥실포스피노-2'-메틸-비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리-이소프로필-1,1'-비페닐, 히드라진, 아르신, 1차아르신, 2차아르신, 3차아르신, 4차아르소늄, 스티빈, 실란, 디실란, 트리실란, 게르만, 모노게르만, 이게르만, 디게르만, 트리게르만, 메탄, 이보란, 인산나트륨, 제2인산나트륨, 제3인산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 치아인산나트륨, 디메틸아민보란 및 포름알데히드 중 어느 하나로 이루어진다.

상기 3차증류수는, 요구하는 점도를 갖는 혼합물이 되도록 함과 동시에 제조된 자성나노입자의 크기를 조절하기 위해 첨가되는 것으로, 울트라필터를 통과하여 ph 및 전도도 값이 18.2메가옴을 충족시키는 물을 사용한다.

상기와 같이 혼합단계(S1)에서 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 혼합하면, 첨가 물질들 간의 반응으로 염기반응이 일어난다.

이때 상기 철 전구체와 배위자는, 1 : 0.1 내지 1 : 100의 비율로 첨가하되, 1 : 1 내지 1 : 10의 비율로 첨가함이 바람직하고, 상기 용매는 10 ∼ 100,000mL를 첨가함이 바람직하다.

그리고 상기 3차증류수는, 10 ∼ 50,000mL를 첨가함이 바람직한바, 상기 3차증류수의 첨가량에 따라 최종적으로 제조되는 자성나노입자의 크기를 조절할 수 있으므로, 기 설정된 자성나노입자의 크기에 따라 3차증류수의 첨가량을 조절하며 다양한 크기의 자성나노입자를 용이하게 제조한다.

상기와 같은 바람직한 첨가비율은, 다양한 비율로 첨가하며 많은 실험을 통해 나온 데이터를 분석한 결과물임을 강조한다.

상기 분산단계(S2)는, 상기 혼합단계(S1)에서 혼합되어 염기반응이 이루어진 혼합물에 고분자물질을 첨가하여 분산력을 증가시키고, 이에 분산된 나노입자가 포함된 혼합물을 만드는 단계로서, 상기 고분자물질로는 폴리비닐 피롤리돈[PVP(polyvinyl pyrrolidone)]을 사용한다.

이때 상기 철 전구체와 고분자물질은, 1 : 0.01 내지 1 : 20의 비율로 첨가하되, 1 : 0.1 내지 1 : 5의 비율로 첨가함이 바람직하다.

상기 폴리비닐 피롤리돈[PVP(polyvinyl pyrrolidone)]은, 분자량이 55K 이며 분자량이 1,000 ∼ 1,500,000 사이인 것을 사용하며, 상기 혼합물의 mol 농도에 따라 적절한 분자량을 갖는 폴리비닐 피롤리돈[PVP(polyvinyl pyrrolidone)]을 사용한다.

한편, 상기 고분자물질은, 폴리비닐 피롤리돈[PVP(Polyvinyl Pyrrolidone)], 알긴산(Alginic Acid), 키토산(Chitosan), 카르복시 메틸 셀룰로오스[CMC(Carboxy Methyl Cellulose)], 아크릴아미드(Acrylamide)의 단독 및 공중합체, 폴리아크릴산[PAA(Polyacrylic Acid)], 폴리에틸렌 옥시드(Polyethylene oxide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 폴리비닐 알코올-폴리비닐 아세테이트 공중합체, 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리하이드록시에틸아크릴레이트, 폴리아스파트산[PAA(Poly Aspartic Acid)], 카보머(Carbomer), 폴리알킬렌 글리콜[PAG(Poly Alkylen Glycol)], 폴리에틸렌 글리콜[PEG(Polyethylen Glycol)], 폴리알킬렌 옥시드[PAO(Polyalkylene oxides)], 폴리옥시에틸렌[POE(polyoxyethylene)], 젤라틴(gelatin), 카르복실기 함유 단량체 유니트, 술폰산기 함유 단량체 유니트 및 인산기 함유 단량체 유니트 중 어느 하나를 사용한다.

또한, 상기와 같이 분자량을 1,000 ∼ 1,500,000 사이로 한정하였으나 이에 국한되는 것이 아니라, 분자량이 높을수록 분산력이 증가하기는 하나 mol 농도에 비해 너무 높은 분자량을 갖는 고분자물질을 사용하면 역효과를 얻기도 하므로 상기와 같은 1,000 ∼ 1,500,000 사이의 분자량을 갖는 고분자물질을 사용함이 바람직하다.

상기 변화단계(S3)는, 상기 분산단계(S2)를 통해 분산력이 증가한 혼합물을 가열맨틀을 이용하여 150 ∼ 300℃로 가열한 후, 기 설정된 시간 동안 반응을 지켜보며 상기 가열한 혼합물 색상이 황색에서 검은색으로 변화하는지 육안으로 식별하는 단계이다. 이때 상기 기 설정된 시간은 대략 1 ∼ 24시간으로 함이 바람직하며, 기타의 요구조건에 따라 48시간 내지 72시간도 될 수 있음은 물론이다.

이때 상기 혼합물을 가열하는 것은, 상기 용매를 끓는 점까지 가열하여 혼합물이 반응하도록 하는 것이다.

그리고 상기 혼합물을 가열한 후 반응을 지켜보게 되면, 상기 분산단계(S2)에서 분산된 나노입자가 열에 의해 반응하며 마그네타이트(magnetite)화 된다.

상기 마그네타이트화 된다 함은, 나노입자가 자성을 갖는 것을 의미하고, 이에 상기 가열한 혼합물의 색상이 처음의 황색에서 검은색으로 변화하게 된다.

상기 분리단계(S4)는, 상기 변화단계(S3)를 진행한 혼합물에서 원심분리기 또는 자성을 이용하여, 자성을 갖는 자성나노입자를 상기 혼합물에서 분리하는 단계이다.

이때 상기 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 방법은 통상적으로 사용하고 있는 방법들 중 어느 하나를 사용하면 되는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 세척단계(S5)는, 상기 분리단계(S4)에서 분리된 자성나노입자를 극성용매로 세척하여 불순물을 제거함으로써, 자성나노입자가 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 갖도록 하는 단계이다. 이때 상기 극성용매는 에탄올을 사용하게 된다.

즉, 상기 극성용매는, 에탄올, 알코올, 액체암모니아, 아세톤, 메탄올, 클로로포름, 아세트산에틸, 에테르, 테트라하이드로퓨란, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 디클로로메탄 및 물 중 어느 하나를 사용한다.

그리고 상기 세척단계(S5)를 진행함에 있어, 극성용매로 3회 세척하는 것이 바람직하다. 이때 3회 세척하는 것에 국한되는 것이 아니라, 1회 내지 수회에 걸쳐 세척을 진행할 수도 있는바, 이와 같은 세척 횟수에 대한 단순 실시변형은 모두 본 발명의 범주에 속한다 할 것이다.

한편, 상기 세척단계(S5)를 진행하지 않은 상태로 자성나노입자를 제조해도 무방하나, 기 설명한 바와 같이 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 갖도록 하기 위해서는 세척단계(S5)를 진행함이 바람직하다.

상기 자성나노입자를 세척하는 방법은 통상적으로 사용하고 있는 방법들 중 어느 하나를 사용하면 되므로, 이에 대한 상세한 설명도 생략하기로 한다.

이때 상기 세척단계(S5)는 통상적인 방법 중 하나인 원심분리기를 사용하는 방법으로 진행할 수도 있는바, 상기 분리단계(S4)에서 자성나노입자를 분리하며 세척까지 완료하는 것은 본 발명의 범주에 속한다 할 것이다. 이는, 상기 분리단계(S4)를 1차, 2차 등으로 구분하여 진행하며 분리와 세척을 함께 진행하는 단계로 이루어질 수 있기 때문이다.

한편, 기 설명한 바와 같이, 상기 혼합단계(S1)와 분산단계(S2) 및 변화단계(S3)를 진행하지 않고, 혼합변화단계(S10)만을 진행한 후, 분리단계(S4)와 세척단계(S5)를 진행하여 자성나노입자를 제조할 수 있다.(도 2 참조)

즉, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수, 고분자물질을 혼합하고, 상기 혼합물을 가열맨틀을 이용하여 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 육안으로 식별하는 혼합변화단계(S10)를 진행한다. 이때 상기에서 설명한 바와 같이 상기 기 설정된 시간은 대략 1 ∼ 24시간으로 함이 바람직하며, 기타의 요구조건에 따라 48시간 내지 72시간도 될 수 있음은 물론이다.

그리고 상기 분리단계(S4)와 세척단계(S5)를 진행하여 자성나노입자를 제조할 수 있는 것이다.

이때에도 상기 세척단계(S5)를 진행하지 않은 상태로 자성나노입자를 제조해도 무방함은 물론이나, 기 설명한 바와 같이 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 갖도록 하기 위해서는 세척단계(S5)를 진행함이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 자성나노입자는, 중심부의 지름이 1 ∼ 1,000㎚이며, 초상자성, 상자성, 반자성, 강자성, 반강자성, 페리자성 및 친수성을 가지게 되어, 반사형 디스플레이와 바이오 및 다양한 응용 분야에 용이하게 적용하여 사용할 수 있게 된다.

이때 상기 초상자성은, 자기력을 이용하게 제어할 수 있고 자기력이 없어지면 재분산이 될 수 있는 성질이므로, 상기 초상자성을 갖는 자성나노입자를 요구하는 다양한 분야에 사용할 수 있다.

그리고 상기 친수성은, 물에 용해되는 성질로 친수성을 갖는 자성나노입자를 요구하는 바이오분야에 사용할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 실시 예를 설명하며, 이들 실시 예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.

실시 예 1)

1Ｌ 용량의 둥근삼목용기에 아세틸아세토네이트철[Fe(acetylacetonate)3] 0.02mol 과 초산나트륨(CH3COONa) 0.49mol 을 넣고, 용매로 디 에틸렌 글리콜(Di ethylene glycol) 500mL 와 3차증류수 50mL 를 넣은 후 교반기를 이용하여 상온에서 30분간 섞어주었다.(S1)

그리고 분산력을 증가하기 위해 폴리비닐 피롤리돈[PVP(polyvinyl pyrrolidone)](분자량 55K) 0.55mmol 을 넣은 후 교반기를 이용하여 상온에서 30분간 섞어주었다.(S2)

또한, 교반을 유지하면서 온도를 220℃까지 올린 후 3시간 동안 반응하였다. 이때 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 확인하였고, 완벽하게 검은색으로 변화가 완료되었다 함은, 열에 의해 반응하며 마그네타이트(magnetite)로 변화가 완료된 것이다.(S3)

그리고 온도를 감온한 후 원심분리기를 이용해 자성나노입자와 용액을 분리하고(S4), 상기 분리된 자성나노입자를 극성용매인 에탄올로 3회 세척하여(S5), 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 가지며 자기적 특성이 향상된 자성나노입자를 제조하였다.

실시 예 2)

1Ｌ 용량의 둥근삼목용기에 아세틸아세토네이트철[Fe(acetylacetonate)3] 0.02mol 과 암모니아수(NH3H2O) 1.14mol 을 넣고, 용매로 디 에틸렌 글리콜(Di ethylene glycol) 500mL 와 3차증류수 50mL 를 넣은 후 교반기를 이용하여 상온에서 30분간 섞어주었다.(S1)

그리고 온도를 감온한 후 원심분리기를 이용해 자성나노입자와 용액을 분리하고(S4), 상기 분리된 자성나노입자를 에탄올로 3회 세척하여(S5), 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 가지며 자기적 특성이 향상된 자성나노입자를 제조하였다.

실시 예 3)

1Ｌ 용량의 둥근삼목용기에 염화철육수화물[FeCl3.6H2O] 0.04mol 과 초산나트륨(CH3COONa) 0.49mol 을 넣고, 용매로 디 에틸렌 글리콜(Di ethylene glycol) 500mL 와 3차증류수 50mL 를 넣은 후 교반기를 이용하여 상온에서 30분간 섞어주었다.(S1)

실시 예 4)

1Ｌ 용량의 둥근삼목용기에 염화철육수화물[FeCl3.6H2O] 0.04mol 과 암모니아수(NH3H2O) 1.14mol 을 넣고, 용매로 디 에틸렌 글리콜(Di ethylene glycol) 500mL 와 3차증류수 50mL 를 넣은 후 교반기를 이용하여 상온에서 30분간 섞어주었다.(S1)

따라서 본 발명 자성나노입자 제조방법 및 이를 이용해 제조된 자성나노입자는, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 혼합하여 염기반응을 일으키고 고분자물질을 섞어 분산력을 증가한 후 가열하여 마그네타이트화하고 자성나노입자를 분리함으로써, 높은 안정성과 균일한 입자 분포도를 가지며 자기적 특성이 향상된 자성나노입자를 제조할 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 자성나노입자의 표면을 쉽게 개질하고 다양한 크기의 입자를 용이하게 제조하게 됨으로써, 반사형 디스플레이나 바이오 분야에 용이하게 적용할 수 있을 뿐 아니라, 대량생산이 가능하여 다양한 응용분야에 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 효과도 있다.

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도 1은 본 발명 자성나노입자 제조방법의 일 실시 예를 보인 순서도
도 2는 본 발명 자성나노입자 제조방법의 다른 실시 예를 보인 순서도

발명의 실시를 위한 최선의 형태

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명 자성나노입자 제조방법은, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 혼합단계; 와, 상기 혼합단계에서 혼합된 용액에, 분산력을 증가하기 위해 고분자물질을 넣고 섞어주는 분산단계; 와, 상기 분산단계에서 혼합된 용액을 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 식별하는 변화단계; 및, 상기 변화단계에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수, 고분자물질을 혼합하고, 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 혼합변화단계; 및, 상기 혼합변화단계에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 분리단계에서 분리된 자성나노입자를 극성용매로 세척해주는 세척단계; 를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 극성용매는, 에탄올, 알코올, 액체암모니아, 아세톤, 메탄올, 클로로포름, 아세트산에틸, 에테르, 테트라하이드로퓨란, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 디클로로메탄 및 물 중 어느 하나로 이루어진다.

발명의 실시를 위한 형태

상기 철 전구체는, 아이언(Ⅱ), 아이언(Ⅲ), 질산철(Ⅱ), 질산철육수화물(Ⅱ), 질산철(Ⅲ), 질산철육수화물(Ⅲ), 황산철(Ⅱ), 황산철칠수화물(Ⅱ), 황산철(Ⅲ), 염화철(Ⅱ), 염화철사수화물(Ⅱ), 염화철(Ⅲ), 염화철육수화물, 요오드화철(Ⅱ), 요오드화철사수화물(Ⅱ), 요오드화철(Ⅲ), 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트철, 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트철, 아이언(Ⅱ) 트리플루오로아세틸아세토네이트, 아이언(Ⅲ) 트리플루오로아세틸아세토네이트, 아이언(Ⅱ) 아세테이트, 아이언(Ⅲ) 아세테이트, 과염소산철, 아이언 설파메이트, 철펜타카보닐, 브롬화철(Ⅱ), 브롬화철(Ⅲ), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 아세트산철(Ⅱ), 펜타카르보닐철, 엔니카르보닐철, 디소듐 테트라카르보닐철, 염화아연(Ⅱ), 염화코발트(Ⅲ), 염화코발트(Ⅱ), 질산코발트(Ⅱ), 황산니켈(Ⅱ), 염화니켈(Ⅱ), 질산니켈(Ⅱ), 사염화티타늄, 사염화지르코늄, 헥사클로로백금(Ⅳ)산, 헥사클로로팔라듐(Ⅳ)산, 염화바륨, 황산바륨, 염화스트론튬, 황산스트론튬, 아세트산아연, 아세트산망간, 아세트산세륨(Ⅲ) 수화물, 브롬화세륨(Ⅲ) 수화물, 염화세륨(Ⅲ) 칠수화물, 탄산세륨(Ⅲ) 수화물, 플루오르화세륨(Ⅲ) 수화물, 세륨(Ⅲ)2-에틸헥사노에이트, 요오드화세륨(Ⅲ), 질산세륨(Ⅲ) 육수화물, 옥살산세륨(Ⅲ) 수화물, 과염소산세륨(Ⅲ), 황산세륨(Ⅲ) 수화물, 코발트 아세틸아세토네이트, 니켈 아세틸아세토네이트, 카퍼 아세틸아세토네이트, 바륨 아세틸아세토네이트, 스트론튬 아세틸아세토네이트, 세륨(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 수화물, 플래티늄 아세틸아세토네이트, 팔라듐 아세틸아세토네이트, 티타늄 테트라아소프로폭시드 및 지르코늄 테트라부톡시드 중 어느 하나로 이루어진다.

또한, 상기 용매는, 폴리머용매, 이온성 액체용매, 할로겐 탄화수소용매, 알콜류용매, 방향족용매, 헤테로고리용매, 술록사이드계용매, 아마이드계용매, 탄화수소용매, 에테르계용매 및 물 중 어느 한 군으로 이루어진다.

이때 상기 용매는, 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜, 디 에틸렌 글리콜, 트리 에틸렌 글리콜, 테트라 에틸렌 글리콜, 에탈올, 2-부톡시 에탄올, 디 프로필렌 글리콜, 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에틸 메틸 케톤, 아세톤, 알코올, 뷰탄올, 프로판올, 메탄올, 아세토니트릴, 아세토나이트릴, 클로로포름, 에테르, 디에틸에테르, 페닐 에테르, 옥틸 에테르, 데실 에테르, 벤질 에테르, 피리딘, 다이메틸 설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드, 스쿠알렌, 테트라히드로푸란, 다이클로로메테인, 아민, 헥산, 헥사데칸, 헥사데센, 옥타데칸, 옥타데센, 아이코산, 아이코센, 페난트렌, 펜타센, 안트라센 및 바이페닐 중 어느 하나 또는 선택된 복수개로 이루어진다.

그리고 상기 배위자는, 초산나트륨, 암모니아수, 수산화암모늄, 헥산술폰산나트륨, 중탄산나트륨, 알긴산나트륨, 포스핀, 디포스핀, 트리페닐포스핀, 트리-o-톨릴포스핀, 트리-m-톨릴포스핀, 트리-p-톨릴포스핀, 트리스(펜타플루오로페닐)포스핀, 트리스(p-플루오로페닐)포스핀, 트리스(o-메톡시페닐)포스핀, 트리스(m-메톡시페닐)포스핀, 트리스(p-메톡시페닐)포스핀, 트리스(2,4,6-트리메톡시페닐)포스핀, 트리(m-클로로페닐)포스핀, 트리(p-클로로페닐)포스핀, 트리시클로헥실포스핀, 트리-tert-부틸포스핀, 트리-n-부틸포스핀, 트리-2-푸릴포스핀, 2-(디시클로헥실포스피노)비페닐, 2-(디-tert-부틸포스피노)비페닐, 2-디-tert-부틸포스피노-2'-메틸비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시-1,1'-비페닐,2-(디시클로헥실포스피노)-2'-(N,N-디메틸아미노)비페닐, 2-디시클로헥실포스피노-2'-메틸-비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리-이소프로필-1,1'-비페닐, 히드라진, 아르신, 1차아르신, 2차아르신, 3차아르신, 4차아르소늄, 스티빈, 실란, 디실란, 트리실란, 게르만, 모노게르만, 이게르만, 디게르만, 트리게르만, 메탄, 이보란, 인산나트륨, 제2인산나트륨, 제3인산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 치아인산나트륨, 디메틸아민보란 및 포름알데히드 중 어느 하나로 이루어진다.

또한, 상기 고분자물질은, 폴리비닐 피롤리돈, 알긴산, 키토산, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 아크릴아미드의 단독 및 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올-폴리비닐 아세테이트 공중합체, 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리하이드록시에틸아크릴레이트, 폴리아스파트산, 카보머, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 옥시드, 폴리옥시에틸렌, 젤라틴, 카르복실기 함유 단량체 유니트, 술폰산기 함유 단량체 유니트 및 인산기 함유 단량체 유니트 중 어느 하나로 이루어진다.

이때 상기 고분자물질은, 초기 분산력을 높이기 위해 1,000 ∼ 1,500,000 사이의 고분자를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 철 전구체와 배위자는, 1 : 0.1 내지 1 : 100의 비율로 첨가하고, 상기 철 전구체와 고분자는, 1 : 0.01 내지 1 : 20의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 3차증류수는, 자성나노입자의 크기를 조절하기 위해 혼합하는 양을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명 자성나노입자는, 철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 혼합단계; 와, 상기 혼합단계에서 혼합된 용액에, 분산력을 증가하기 위해 고분자물질을 넣고 섞어주는 분산단계; 와, 상기 분산단계에서 혼합된 용액을 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 식별하는 변화단계; 및, 상기 변화단계에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계; 를 진행하며 제조되거나,

철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수, 고분자물질을 혼합하고, 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 혼합변화단계; 및, 상기 혼합변화단계에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계; 를 진행하며 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 자성나노입자는, 중심부 지름이 1 ∼ 1,000㎚이고, 초상자성, 상자성, 반자성, 강자성, 반강자성, 페리자성을 가짐과 동시에 극성용매에서 분산되는 친수성을 갖도록 함이 바람직하다.

Claims

철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수를 상온에서 혼합하여 염기반응이 이루어지는 혼합단계(S1); 와,
상기 혼합단계(S1)에서 혼합된 용액에, 분산력을 증가하기 위해 고분자물질을 넣고 섞어주는 분산단계(S2); 와,
상기 분산단계(S2)에서 혼합된 용액을 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 것을 식별하는 변화단계(S3); 및,
상기 변화단계(S3)에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계(S4); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
철 전구체, 용매, 배위자, 3차증류수, 고분자물질을 혼합하고, 150 ∼ 300℃로 가열하여 기 설정된 시간 동안 반응을 지속해주면서 용액의 색상이 황색에서 검은색으로 변하는 혼합변화단계(S10); 및,
상기 혼합변화단계(S10)에서 검은색으로 변화된 용액을 원심분리기 또는 자성을 이용하여 자성나노입자를 분리하는 분리단계(S4); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 분리단계(S4)에서 분리된 자성나노입자를 극성용매로 세척해주는 세척단계(S5); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 3항에 있어서,
상기 극성용매는,
에탄올, 알코올, 액체암모니아, 아세톤, 메탄올, 클로로포름, 아세트산에틸, 에테르, 테트라하이드로퓨란, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 디클로로메탄 및 물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 철 전구체는,
아이언(Ⅱ), 아이언(Ⅲ), 질산철(Ⅱ), 질산철육수화물(Ⅱ), 질산철(Ⅲ), 질산철육수화물(Ⅲ), 황산철(Ⅱ), 황산철칠수화물(Ⅱ), 황산철(Ⅲ), 염화철(Ⅱ), 염화철사수화물(Ⅱ), 염화철(Ⅲ), 염화철육수화물, 요오드화철(Ⅱ), 요오드화철사수화물(Ⅱ), 요오드화철(Ⅲ), 아이언(Ⅱ) 아세틸아세토네이트철, 아이언(Ⅲ) 아세틸아세토네이트철, 아이언(Ⅱ) 트리플루오로아세틸아세토네이트, 아이언(Ⅲ) 트리플루오로아세틸아세토네이트, 아이언(Ⅱ) 아세테이트, 아이언(Ⅲ) 아세테이트, 과염소산철, 아이언 설파메이트, 철펜타카보닐, 브롬화철(Ⅱ), 브롬화철(Ⅲ), 스테아르산철(Ⅱ), 스테아르산철(Ⅲ), 올레산철(Ⅱ), 올레산철(Ⅲ), 라우르산철(Ⅱ), 라우르산철(Ⅲ), 아세트산철(Ⅱ), 펜타카르보닐철, 엔니카르보닐철, 디소듐 테트라카르보닐철, 염화아연(Ⅱ), 염화코발트(Ⅲ), 염화코발트(Ⅱ), 질산코발트(Ⅱ), 황산니켈(Ⅱ), 염화니켈(Ⅱ), 질산니켈(Ⅱ), 사염화티타늄, 사염화지르코늄, 헥사클로로백금(Ⅳ)산, 헥사클로로팔라듐(Ⅳ)산, 염화바륨, 황산바륨, 염화스트론튬, 황산스트론튬, 아세트산아연, 아세트산망간, 아세트산세륨(Ⅲ) 수화물, 브롬화세륨(Ⅲ) 수화물, 염화세륨(Ⅲ) 칠수화물, 탄산세륨(Ⅲ) 수화물, 플루오르화세륨(Ⅲ) 수화물, 세륨(Ⅲ)2-에틸헥사노에이트, 요오드화세륨(Ⅲ), 질산세륨(Ⅲ) 육수화물, 옥살산세륨(Ⅲ) 수화물, 과염소산세륨(Ⅲ), 황산세륨(Ⅲ) 수화물, 코발트 아세틸아세토네이트, 니켈 아세틸아세토네이트, 카퍼 아세틸아세토네이트, 바륨 아세틸아세토네이트, 스트론튬 아세틸아세토네이트, 세륨(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 수화물, 플래티늄 아세틸아세토네이트, 팔라듐 아세틸아세토네이트, 티타늄 테트라아소프로폭시드 및 지르코늄 테트라부톡시드 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 용매는,
폴리머용매, 이온성 액체용매, 할로겐 탄화수소용매, 알콜류용매, 방향족용매, 헤테로고리용매, 술록사이드계용매, 아마이드계용매, 탄화수소용매, 에테르계용매 및 물 중 어느 한 군으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 용매는,
아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜, 디 에틸렌 글리콜, 트리 에틸렌 글리콜, 테트라 에틸렌 글리콜, 에탈올, 2-부톡시 에탄올, 디 프로필렌 글리콜, 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에틸 메틸 케톤, 아세톤, 알코올, 뷰탄올, 프로판올, 메탄올, 아세토니트릴, 아세토나이트릴, 클로로포름, 에테르, 디에틸에테르, 페닐 에테르, 옥틸 에테르, 데실 에테르, 벤질 에테르, 피리딘, 다이메틸 설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드, 스쿠알렌, 테트라히드로푸란, 다이클로로메테인, 아민, 헥산, 헥사데칸, 헥사데센, 옥타데칸, 옥타데센, 아이코산, 아이코센, 페난트렌, 펜타센, 안트라센 및 바이페닐 중 어느 하나 또는 선택된 복수개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 배위자는,
초산나트륨, 암모니아수, 수산화암모늄, 헥산술폰산나트륨, 중탄산나트륨, 알긴산나트륨, 포스핀, 디포스핀, 트리페닐포스핀, 트리-o-톨릴포스핀, 트리-m-톨릴포스핀, 트리-p-톨릴포스핀, 트리스(펜타플루오로페닐)포스핀, 트리스(p-플루오로페닐)포스핀, 트리스(o-메톡시페닐)포스핀, 트리스(m-메톡시페닐)포스핀, 트리스(p-메톡시페닐)포스핀, 트리스(2,4,6-트리메톡시페닐)포스핀, 트리(m-클로로페닐)포스핀, 트리(p-클로로페닐)포스핀, 트리시클로헥실포스핀, 트리-tert-부틸포스핀, 트리-n-부틸포스핀, 트리-2-푸릴포스핀, 2-(디시클로헥실포스피노)비페닐, 2-(디-tert-부틸포스피노)비페닐, 2-디-tert-부틸포스피노-2'-메틸비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시-1,1'-비페닐,2-(디시클로헥실포스피노)-2'-(N,N-디메틸아미노)비페닐, 2-디시클로헥실포스피노-2'-메틸-비페닐, 2-(디시클로헥실포스피노)-2',4',6'-트리-이소프로필-1,1'-비페닐, 히드라진, 아르신, 1차아르신, 2차아르신, 3차아르신, 4차아르소늄, 스티빈, 실란, 디실란, 트리실란, 게르만, 모노게르만, 이게르만, 디게르만, 트리게르만, 메탄, 이보란, 인산나트륨, 제2인산나트륨, 제3인산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 치아인산나트륨, 디메틸아민보란 및 포름알데히드 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 고분자물질은,
폴리비닐 피롤리돈, 알긴산, 키토산, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 아크릴아미드의 단독 및 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌 옥시드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올-폴리비닐 아세테이트 공중합체, 폴리(N-비닐피롤리돈), 폴리하이드록시에틸아크릴레이트, 폴리아스파트산, 카보머, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 옥시드, 폴리옥시에틸렌, 젤라틴, 카르복실기 함유 단량체 유니트, 술폰산기 함유 단량체 유니트 및 인산기 함유 단량체 유니트 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 고분자물질은, 초기 분산력을 높이기 위해 1,000 ∼ 1,500,000 사이의 고분자를 사용하는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 철 전구체와 배위자는, 1 : 0.1 내지 1 : 100의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 철 전구체와 고분자는, 1 : 0.01 내지 1 : 20의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 3차증류수는, 자성나노입자의 크기를 조절하기 위해 혼합하는 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 제조방법.
제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자.
제 14항에 있어서,
상기 자성나노입자는, 중심부 지름이 1 ∼ 1,000㎚인 것을 특징으로 하는 자성나노입자.
제 14항에 있어서,
상기 자성나노입자는, 초상자성, 상자성, 반자성, 강자성, 반강자성, 페리자성을 갖는 것을 특징으로 하는 자성나노입자.