KR20170105929A - Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby - Google Patents

Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby Download PDF

Info

Publication number
KR20170105929A
KR20170105929A KR1020160029328A KR20160029328A KR20170105929A KR 20170105929 A KR20170105929 A KR 20170105929A KR 1020160029328 A KR1020160029328 A KR 1020160029328A KR 20160029328 A KR20160029328 A KR 20160029328A KR 20170105929 A KR20170105929 A KR 20170105929A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
functional group
polymer
nanoparticles
nanocomposite film
dispersed
Prior art date
Application number
KR1020160029328A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조진한
정상혁
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020160029328A priority Critical patent/KR20170105929A/en
Publication of KR20170105929A publication Critical patent/KR20170105929A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/005Reinforced macromolecular compounds with nanosized materials, e.g. nanoparticles, nanofibres, nanotubes, nanowires, nanorods or nanolayered materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • H01L45/14
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method of preparing a nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer self-assembly in which an electrolyte polymer having various functional groups dispersed in a polar solvent and metal or transition metal oxide nanoparticles dispersed in a non-polar solvent are alternately laminated directly without any ligand replacement process; and to a nanocomposite film prepared by the method. According to the present invention, it is possible to produce a nanocomposite film in which nanoparticles are laminated at a high density and the particles are uniformly distributed without causing aggregation of the particles in a thin film.

Description

양친성 층상 자기조립법을 이용한 나노복합체 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 나노복합체 필름{Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a nanocomposite film produced by an amphiphilic layer-by-layer self-assembling method and a nanocomposite film produced from the nanocomposite film using the amphiphilic layer-

본 발명은 극성 용매에 분산되어 있는 다양한 기능기를 가지는 전해질 고분자와, 비극성 용매에 분산되는 금속 또는 전이금속 산화물 나노 입자를 별도의 리간드 치환 과정 없이 직접적으로 교대 적층하는 양친성 층상 자기조립법을 이용한 나노복합체 필름의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 나노복합체 필름 및 이로부터 제조된 나노복합체 필름에 관한 것이다.The present invention relates to a nanocomposite using an amphiphilic layer-like self-assembling method in which an electrolyte polymer having various functional groups dispersed in a polar solvent and metal or transition metal oxide nanoparticles dispersed in a non-polar solvent are alternately laminated directly without a ligand substitution process A nanocomposite film produced by the method, and a nanocomposite film produced therefrom.

유기물인 고분자와 무기물 나노 입자로 이루어진 나노 복합체 필름은 블렌딩, 졸겔, 랭뮤어 블라짓 등 다양한 방법을 기반으로 촉매, 전기, 전기화학 분야에서 다양하게 적용될 수 있는 가능성을 보여주었다(G. Decher, Science, 277, 1232(1997); A. C. Balazs et al., Science, 314, 1107(2006); P. Podsiadlo et al., Science, 318, 80(2007); Q. Ji et al., Angew. Chem. Int. Ed., 49, 9737(2010); F. Caruso et al., Science, 282, 1111(1998); S. W. Lee et al., ACS Nano, 4, 3889(2010); J. J. Richardson et al., Angew. Chem. Int. Ed., 52, 6455(2003); M. Suda et al., Angew. Chem. Int. Ed. 48, 1754(2009); J. Y. Ouyang et al., Nat. Mater., 3, 918922(2004); L. C. Hu et al., J. Am. Chem. Soc.,134, 1107211075(2012); B. J. Kim et al., Langmuir, 23, 1269312703(2007); A. K. Boal et al., Nature, 404, 746748(2000)).Nanocomposite films composed of organic polymers and inorganic nanoparticles showed various possibilities to be applied in various fields such as blending, sol-gel, Langmuir-blag, catalyst, electric and electrochemical (G. Decher, Science , 277, 1232 (1997); AC Balazs et al., Science, 314, 1107 (2006); P. Podsiadlo et al., Science, 318, 80 (2007); Q. Ji et al., Angew. Chem. ACS Nano, 4, 3889 (2010); JJ Richardson et al., Science, 282, 1111 (1998); SW Lee et al. JY Ouyang et al., Nat. Mater., 3 (1986), pp. , AK Boal et al., Nature (2007), Nature, 918922 (2004); LC Hu et al., J. Am. Chem. Soc., 134,1107211075 , 404, 746748 (2000)).

그 중 층상자기조립법(Layer-by-Layer assembly method. 이하 LbL법이라 함)은 인접한 구성층 사이의 계면에서 작용기들의 상호작용을 기반으로 견고한 다층 박막을 제작할 수 있으며, 나노 단위의 두께 조절, 화학적 조성 조절을 손쉽게 가능하게 하는 효과적인 방법이다(G. Decher, Science, 277, 1232(1997); P. Podsiadlo et al., Science, 318, 80(2007); Q. Ji et al., Angew. Chem. Int. Ed., 49, 9737(2010), F. Caruso et al., Science, 282, 1111(1998); S. W. Lee et al., ACS Nano, 4, 3889(2010); R. K. Iler, J. Colloid & Inter. Sci., 21, 569(1996)).Among them, the layer-by-layer assembly method (hereinafter referred to as LbL method) can form a solid multi-layer thin film based on the interaction of functional groups at the interface between adjacent layers, (G. Decher, Science, 277, 1232 (1997); P. Podsiadlo et al., Science, 318, 80 (2007); Q. Ji et al., Angew. Chem SW Lee et al., ACS Nano, 4, 3889 (2010), RK Iler, J. et al., Science, 282, 1111 (1998); Colloid & Inter. Sci., 21, 569 (1996)).

LbL법으로 제작되는 고분자/무기물 나노 입자 필름의 특성, 성능 및 용도는 적층된 무기 나노 입자의 기능성(예를 들면 자성, 촉매 특성 또는 광학특성), 질적 특성(예를 들면 입자의 크기, 균일한 크기분포, 모양, 또는 결정성), 양, 그리고 고분자의 기능기에 의해 좌우되기 때문에 매우 중요하다(C. Wang et al., Langmuir, 18, 3370(2002); L. Zhai et al., Nano Lett., 4, 1349(2004); B. Lee et al., Angew. Chem. Int. ed., 49, 359(2010); M. Yoon et al., ACS Nano,, 5, 5417(2011)). The properties, performance, and applications of the polymer / inorganic nanoparticle films produced by the LbL method are based on the functionality (e.g., magnetic, catalytic or optical properties) and qualitative properties of the stacked inorganic nanoparticles (e.g., Size distribution, shape, or crystallinity), amount, and the functional groups of the polymer (C. Wang et al., Langmuir, 18, 3370 (2002); L. Zhai et al., Nano Lett ACS Nano, 5, 5417 (2011)), 4, 1349 (2004); B. Lee et al., Angew. Chem. .

고전적인 LbL법은 수용액 기반 시스템과 유기 용매 기반 시스템이 철저하게 나뉘어져 진행되었다. 먼저, 정전기적 인력을 이용하는 수용액 시스템의 경우 수용액 상에서 합성하여 수용액 상에 분산된 나노 입자의 질적 특성이 좋지 않다는 단점이 있고, 입자의 적층량 또한 적다는 단점이 있다. 높은 질적 특성을 가지는 나노 입자를 얻기 위해서는 수용성 매체보다는 유기 용매에서 합성되어야 한다. 이렇게 합성된 나노 입자를 LbL법을 통해 성공적으로 적층하기 위해서 유기용매에 분산된 고분자를 이용한 유기용매 기반 시스템에 관한 연구가 보고된 바 있다.(B. Lee et al., Angew. Chem. Int. ed. 49, 359(2010); M. Yoon et al., ACS Nano, 5, 5417(2011); F. Zhang et al., Langmuir, 23, 10102(2007); N. Krasteva et al., Nano Lett., 2, 551(2002)).The classical LbL method has been thoroughly divided into aqueous-based systems and organic solvent-based systems. First, in the case of an aqueous solution system using an electrostatic attractive force, there is a disadvantage in that the quality of nanoparticles dispersed in an aqueous solution synthesized in an aqueous solution is poor, and the amount of the particles is also small. To obtain nanoparticles with high quality properties, they must be synthesized in organic solvents rather than in aqueous media. In order to successfully laminate the synthesized nanoparticles through the LbL method, an organic solvent-based system using a polymer dispersed in an organic solvent has been reported (B. Lee et al., Angew. N. Krasteva et al., Nano (2007), Langmuir, 23, 10102 (2007); N. Krasteva et al. Lett., 2, 551 (2002)).

또한, NH2 아민 기능기를 가지며 유기용매에 분산되는 고분자를 이용하여 친핵성 치환 반응, 리간드 교환 반응, 리간드 첨가 반응을 기반으로 LbL법을 통해 고분자와 무기 나노 입자 다층박막 나노 복합체를 제조하는 연구가 보고된 바 있다(B. Lee et al., Angew. Chem. Int. Ed., 49, 359-363(2010); Y. Kim et al., Adv. Mater., 22, 5140-5144(2010); M. Yoon et al., ACS Nano, 5, 5417-5426(2011); Y. Ko et al. ACS Nano, 7, 143-153(2013)). 하지만, 위에 보고된 논문에서 사용된 고분자는 NH2 아민 기능기를 가지며 유기용매에 분산되는 특정한 고분자를 이용해야만 하는 한계점이 있었다. In addition, a study to fabricate polymer and inorganic nanoparticle multilayer thin film nanocomposite by LbL method based on nucleophilic substitution reaction, ligand exchange reaction, and ligand addition reaction with NH 2 amine functional group and dispersed in organic solvent Y. Kim et al., Adv. Mater., 22, 5140-5144 (2010)], ; M. Yoon et al., ACS Nano, 5, 5417-5426 (2011), Y. Ko et al., ACS Nano, 7, 143-153 (2013)). However, the polymer used in the above-mentioned paper has a limit to use a specific polymer having an NH 2 amine functional group and dispersed in an organic solvent.

이를 해결하기 위해 최근 보고된 논문에서는 NH2 아민 기능기를 갖는 고분자에서 벗어나 물에 분산된 SO3- 설폰산 기능기를 갖는 고분자를 이용하여 물과 유기용매의 극성차를 극복하며 직접적으로 적층되는 LbL법을 보고하였다(M. Park, Y. Kim, Y. Ko et al., J. Am. Chem. Soc., 136, 17213-17223(2014)). 하지만, 이 역시 음 전하를 띄는 설폰산 기능기를 갖는 고분자에만 국한되어 있어 다양한 기능기를 갖는 여러 고분자를 활용할 수 없다는 한계점이 존재한다.In order to overcome this problem, a recently reported paper has proposed a LbL method which overcomes the polarity difference between water and organic solvent by using a polymer having SO 3 - sulfonic acid functional group dispersed in water and deviating from a polymer having NH 2 amine functional group (M. Park, Y. Kim, Y. Ko et al., J. Am. Chem. Soc., 136, 17213-17223 (2014)). However, this is also limited to polymers having a sulfonic acid functional group having a negative charge, so that there is a limitation that various polymers having various functional groups can not be utilized.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 극성 용매에 분산된 다양한 기능기를 가지는 전해질 고분자와, 비극성 용매에 분산되는 무기물 나노입자를 별도의 리간드 치환 과정 없이 직접적으로 교대 적층하는 양친성 층상 자기조립법을 이용한 나노 복합체 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 나노복합체 필름을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a polymer electrolyte membrane, which comprises a polymer electrolyte having various functional groups dispersed in a polar solvent and inorganic nanoparticles dispersed in a nonpolar solvent, And to provide a nanocomposite film using the laminated amphiphilic layered self-assembly method and a nanocomposite film produced therefrom.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조된 나노복합체 필름을 포함하는 비휘발성 저항변환성 메모리 소자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a nonvolatile, resistive-transformable memory device comprising the nanocomposite film.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 나노복합체 필름의 제조방법을 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a method of producing a nanocomposite film comprising the steps of:

(a) 기판 상에 극성 용매에 분산되어 있는 친수성 기능기를 가지는 고분자를 흡착시키는 단계;(a) adsorbing a polymer having a hydrophilic functional group dispersed in a polar solvent on a substrate;

(b) 상기 고분자가 흡착된 기판을 무기물 나노 입자가 분산되어 있는 비극성 용매에 담지하여 상기 고분자의 기능기와 상기 무기물 나노 입자간의 상호작용을 통해 자기조립을 유도하고 상기 무기물 나노입자를 흡착시키는 단계; 및(b) supporting the polymer-adsorbed substrate on a non-polar solvent in which inorganic nanoparticles are dispersed to induce self-assembly through interaction between the functional groups of the polymer and the inorganic nanoparticles, and adsorbing the inorganic nanoparticles; And

(c) 상기 (a)-(b) 단계 또는 (a)-(b)-(a) 단계를 n회(n은 1 내지 1000의 정수) 반복하여 층상 자기조립된 고분자/나노 입자 나노복합체 필름을 수득하는 단계.(c) Repeating the above steps (a) - (b) or (a) - (b) - (a) n times (n is an integer of 1 to 1000) to obtain a self- assembled polymer / nanoparticle nanocomposite film Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 친수성 기능기는 카복실 기능기, 아민 기능기, 에테르 기능기, 수산화 기능기 및 3차 암모늄 기능기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the hydrophilic functional group may be at least one selected from the group consisting of a carboxyl functional group, an amine functional group, an ether functional group, a hydroxyl functional group, and a tertiary ammonium functional group.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 친수성 기능기를 가지는 고분자는 PAA, PAH, PEO, PVA 및 PDDA로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polymer having hydrophilic functional groups may be at least one selected from the group consisting of PAA, PAH, PEO, PVA and PDDA.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 친수성 기능기를 가지는 고분자는 카복실 기능기와 아민 기능기를 동시에 가지는 생체 단백질일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polymer having the hydrophilic functional group may be a bioprotein having both a carboxyl functional group and an amine functional group.

이때, 상기 생체 단백질은 생체 효소일 수 있다.At this time, the bioprotein may be a biogenic enzyme.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 무기물은 금속 또는 금속 산화물일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the inorganic material may be a metal or a metal oxide.

이때, 상기 금속은 전이 금속일 수 있다. At this time, the metal may be a transition metal.

또한, 상기 금속은 은 백금 철 망간 티타늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The metal may be at least one selected from the group consisting of silver platinum iron manganese titanium.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 상기 제조방법에 따라 제조된 나노복합체 필름 및 이를 포함하는 비휘발성 저항변환성 메모리 소자를 제공한다.The present invention also provides a nanocomposite film produced according to the above manufacturing method and a nonvolatile resistance-conversion memory device including the nanocomposite film.

본 발명에 따르면, 수용액에 분산된 카복실 기능기, 아민 기능기, 에테르 기능기, 수산화 기능기, 3차 암모늄 기능기를 갖는 다양한 고분자를 이용하여 양친성 층상 자기조립법으로 기능성 무기 나노 입자를 직접적으로 적층 할 수 있으며, 특히 수용액에 분산된 카복실 기능기를 갖는 고분자를 이용할 경우 고분자가 분산되어 있는 수용액의 산성도를 조절함에 따라 그 위에 적층되는 무기 나노 입자의 흡착량을 조절할 수 있다.According to the present invention, functional inorganic nanoparticles are directly laminated by an amphiphilic layer-like self-assembly method using various polymers having carboxyl functional groups, amine functional groups, ether functional groups, hydroxyl functional groups and tertiary ammonium functional groups dispersed in an aqueous solution In particular, when a polymer having a carboxyl functional group dispersed in an aqueous solution is used, the adsorption amount of the inorganic nanoparticles stacked thereon can be controlled by controlling the acidity of the aqueous solution in which the polymer is dispersed.

또한, 본 발명에 따르면, 백금, 은과 같은 금속 나노 입자와 산화 티타늄, 산화망간, 산화철과 같은 전이금속 나노 입자 등 다양한 기능성 무기 나노입자를 본 시스템에 적용할 수 있다.In addition, according to the present invention, various functional inorganic nanoparticles such as metal nanoparticles such as platinum and silver and transition metal nanoparticles such as titanium oxide, manganese oxide, and iron oxide can be applied to the present system.

또한, 본 발명에 따르면, 높은 밀도로 나노 입자가 적층되고, 박막 내에서 입자의 쏠림이나 뭉침 현상 없이 입자가 고르게 분포된 나노복합체 필름을 제조할 수 있으며, 나아가 헤모글로빈, 카탈라제, 페리틴과 같은 생체 고분자를 이용할 경우에도 높은 나노 입자 적층량을 갖는 나노 복합체 필름을 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to produce nanocomposite films in which nanoparticles are stacked at a high density and the particles are evenly distributed without causing gravity or aggregation of the particles in the thin film. Furthermore, a biopolymer such as hemoglobin, catalase, It is possible to produce a nanocomposite film having a high nanoparticle laminating amount.

또한, 본 발명에 따라 제조된 나노 복합체 필름을 적용하여 높은 성능과 안정성을 가지는 비휘발성 저항변환성 메모리 소자를 제공할 수 있다.Further, the non-volatile resistance-reversible memory device having high performance and stability can be provided by applying the nanocomposite film produced according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 나노복합체 필름의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 사용된 양친성 층상 자기조립법의 원리 및 이에 따른 나노복합체 필름의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 사용된 무기 나노입자들의 SEM 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 1에 따른 다층 박막의 FT-IR 스펙트럼 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 2 내지 실시예 6에 따른 다층 박막의 UV-vis 스펙트럼 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예 7, 9, 11, 13에 따른 다층 박막의 UV-vis 스펙트럼 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 8, 10, 12, 14에 따른 다층 박막의 UV-vis 스펙트럼 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 15, 16에 따른 다층 박막의 UV-vis 스펙트럼 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 산성도에 따라 PAA 층상에 흡착된 OA-TiO2 나노 입자의 흡착량을, UV-vis 스펙트럼 및 석영 결정 미량천칭을 이용하여 정성 및 정량적으로 분석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 10은 단면 SEM 이미지로부터 측정한 산성도 별 (PAA/TiO2)n 나노복합체 필름의 총 두께를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view showing a process for producing a nanocomposite film according to the present invention.
2 is a view showing the principle of the amphiphilic layer-by-layer self-assembly method used in the present invention and a process for producing the nanocomposite film according to the present invention.
3 is a SEM image of inorganic nanoparticles used in the present invention.
4 is a view showing FT-IR spectral results of the multilayer thin film according to Example 1. Fig.
5 is a diagram showing UV-vis spectral results of multilayer films according to Examples 2 to 6. FIG.
6 is a diagram showing UV-vis spectral results of the multilayered films according to Examples 7, 9, 11, and 13.
7 is a diagram showing UV-vis spectral results of the multilayered films according to Examples 8, 10, 12, and 14. Fig.
8 is a diagram showing UV-vis spectral results of the multilayered films according to Examples 15 and 16. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing qualitative and quantitative analysis results of the adsorption amount of OA-TiO2 nanoparticles adsorbed on the PAA layer according to the acidity using a UV-vis spectrum and a quartz crystal microbalance. FIG.
10 is a graph showing the total thickness of the (PAA / TiO 2 ) n nanocomposite film with acidity measured from a cross-sectional SEM image.

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

본 발명에서는 물에 분산된 고분자 전해질 물질과 유기용매에 분산된 기능성 금속, 전이금속 산화물 나노 입자가 별도의 리간드 교환 과정 없이도 높은 밀도로 적층되며 나아가 나노 단위의 두께에서 마이크로 단위의 두께를 갖는 나노 복합체 필름을 제작할 수 있음을 확인하였다.In the present invention, the polymer electrolyte material dispersed in water, the functional metal, and the transition metal oxide nanoparticles dispersed in the organic solvent are laminated at a high density without a separate ligand exchange process, and further, the nanocomposite It was confirmed that the film can be produced.

즉 본 발명에서는 양친성 LbL법을 통해 고분자층과 나노 입자 층을 적층하고 이를 반복 수행하여 나노 복합체 필름을 제조하고, 이를 비휘발성 저항변환성 메모리소자와 같은 전자소자에 이용할 수 있다는 것을 확인하였다.That is, in the present invention, it is confirmed that the polymer layer and the nanoparticle layer are laminated through the amphiphilic LbL method and repeatedly performed to produce a nanocomposite film, which can be used for an electronic device such as a nonvolatile resistance-change memory device.

또한, 본 발명은 기존에 물에 분산된 설폰산 기능기를 가지는 전해질 고분자와 유기용매에 분산된 무기물 금속 금속 산화물 나노 입자를 직접 적층했던 LbL법을 한 단계 더 발전시켜 카복실 기능기, 아민 기능기, 에테르 기능기, 수산화 기능기, 3차 암모늄 기능기를 가지는 다양한 고분자를 무기물 금속, 금속 산화물 나노 입자와 적층 할 수 있음을 확인하였다.The present invention further develops the LbL method in which an electrolyte polymer having a sulfonic acid functional group dispersed in water and an inorganic metal oxide nanoparticle dispersed in an organic solvent are directly laminated to form a carboxyl functional group, It has been confirmed that various polymers having an ether functional group, a hydroxyl functional group, and a tertiary ammonium functional group can be laminated with inorganic metal or metal oxide nanoparticles.

특히 수용액의 산성도에 민감한 카복실 기능기를 갖는 고분자를 이용하여 본 방법을 통해 고분자/무기 나노 입자 나노 복합체 필름을 제조할 경우, 고분자가 분산되어 있는 수용액의 산도를 조절함에 따라 그 위에 적층되는 무기 나노 입자의 흡착량을 조절할 수 있음을 확인하였다.In particular, when the polymer / inorganic nanoparticle nanocomposite film is produced by using the polymer having a carboxyl functional group that is sensitive to the acidity of the aqueous solution, the acidicity of the polymer / inorganic nanoparticle nanocomposite film is controlled by adjusting the acidity of the inorganic nanoparticle The amount of adsorbed water can be controlled.

구체적으로, 수용액의 산성도를 나타내는 지표인 pH를 이용하여 설명하면, pH 가 높아져 수용액의 산성도가 약해질수록 카복실 기능기는 음 전하를 강하게 띄게 되며, 그에 따라 카복실 기능기를 갖는 고분자는 정전기적 반발력 및 구조적인 형태 변화로 인해 흡착량이 감소하게 되는바, 연속적으로 고분자 위에 흡착되어야 할 무기 나노 입자의 흡착량이 감소하게 되는 것을 확인하였는바, 본 발명은 하기 실시예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 고분자가 분산되어 있는 수용액의 산도 조절을 통해 무기 나노 입자의 흡착량을 조절할 수 있음을 확인하였다.Specifically, the use of pH, which is an index indicating the acidity of an aqueous solution, indicates that as the pH increases and the acidity of the aqueous solution becomes weaker, the carboxyl functional group becomes stronger with a negative charge, and accordingly, the polymer having a carboxyl functional group exhibits an electrostatic repulsive force The amount of adsorbed inorganic nanoparticles to be adsorbed on the polymer continuously decreases due to the decrease in adsorption amount due to the morphological change of the polymer. As can be seen from the results of the following examples, It was confirmed that the adsorption amount of inorganic nanoparticles can be controlled by controlling the acidity of the aqueous solution.

따라서, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 나노 복합체 필름의 제조 방법을 제공한다:Accordingly, the present invention provides a process for preparing a nanocomposite film comprising the steps of:

(a) 기판 상에 극성 용매에 분산되어 있는 친수성 기능기를 가지는 고분자를 흡착시키는 단계;(a) adsorbing a polymer having a hydrophilic functional group dispersed in a polar solvent on a substrate;

(b) 상기 고분자가 흡착된 기판을 무기물 나노 입자가 분산되어 있는 비극성 용매에 담지하여 상기 고분자의 기능기와 상기 무기물 나노 입자간의 상호작용을 통해 자기조립을 유도하고 상기 무기물 나노입자를 흡착시키는 단계; 및(b) supporting the polymer-adsorbed substrate on a non-polar solvent in which inorganic nanoparticles are dispersed to induce self-assembly through interaction between the functional groups of the polymer and the inorganic nanoparticles, and adsorbing the inorganic nanoparticles; And

(c) 상기 (a)-(b) 단계 또는 (a)-(b)-(a) 단계를 n회(n은 1 내지 1000의 정수) 반복하여 층상 자기조립된 고분자/나노 입자 나노복합체 필름을 수득하는 단계.(c) Repeating the above steps (a) - (b) or (a) - (b) - (a) n times (n is an integer of 1 to 1000) to obtain a self- assembled polymer / nanoparticle nanocomposite film Lt; / RTI >

상기에서 n은 1 내지 1000회 실시할 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 500회 실시할 수 있다.In the above, n may be 1 to 1000 times, preferably 1 to 500 times.

본 발명에서 사용하는 고분자가 갖는 친수성 기능기는 카복실 기능기, 아민 기능기, 에테르 기능기, 수산화 기능기, 3차 암모늄 기능기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The hydrophilic functional group of the polymer used in the present invention may be at least one selected from the group consisting of a carboxyl functional group, an amine functional group, an ether functional group, a hydroxyl functional group, and a tertiary ammonium functional group.

상기 친수성 기능기를 갖는 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리아크릴산 (Poly acrylic acid, PAA)일 수 있다.The hydrophilic functional group-containing polymer may be a polyacrylic acid (PAA) represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서 n은 2 내지 5500의 정수이다.In Formula 1, n is an integer of 2 to 5500.

또한, 상기 친수성 기능기를 갖는 고분자는 하기 화학식 2로 표시되는, 아민 기능기를 갖는 폴리 아릴아민 하이드로클로라이드 (Poly(allylamine hydrochloride) PAH), 하기 화학식 3으로 표시되는, 에테르 기능기를 같는 폴리 에틸렌 옥사이드 (Poly(ethylene oxide) PEO), 하기 화학식 4로 표시되는, 수산화 기능기를 같는 폴리 비닐 알코올 (Poly(vinyl alcohol) PVA), 하기 화학식 5로 표시되는, 3차 암모늄 기능기를 갖는 폴리 다이알릴디메틸 암모늄 클로라이드 (Poly(diallyldimethylammonium chloride) PDDA)일 수 있다.The hydrophilic functional group-containing polymer may be a poly (allylamine hydrochloride) PAH having an amine functional group represented by the following general formula (2), a poly (ethylene oxide) (ethylene oxide) PEO), polyvinyl alcohol PVA having a hydroxyl functional group represented by the following formula (4), poly (diallyl dimethyl ammonium chloride) having a tertiary ammonium functional group represented by the following formula (5) Poly (diallyldimethylammonium chloride) PDDA).

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2에서 n은 2 내지 5000의 정수이다.In Formula 2, n is an integer of 2 to 5,000.

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 3에서 n은 2 내지 5000의 정수이다.In Formula 3, n is an integer of 2 to 5,000.

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 4에서 n은 2 내지 5000의 정수이다.In Formula 4, n is an integer of 2 to 5,000.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 5에서 n은 2 내지 5000의 정수이다. In Formula 5, n is an integer of 2 to 5,000.

또한, 상기 무기물은 금속 또는 전이 금속 산화물일 수 있으며, 이때 상기 금속으로는 은 백금 철 망간 티타늄으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.In addition, the inorganic material may be a metal or a transition metal oxide, and the metal may be at least one selected from the group consisting of silver platinum iron manganese titanium.

또한, 상기 친수성 기능기를 가지는 고분자는 카복실 기능기와 아민 기능기를 동시에 가지는 생체 단백질일 수 있으며, 바람직하게는 Catalase, Hemoglobin, Ferritin와 같은 생체 효소일 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 나노복합체 필름에 포함된 나노입자는 50-65%의 높은 충전 밀도를 보이는바, 본 발명에 따르면 나노입자가 높은 밀도로 적층되고, 박막 내에서 입자의 쏠림이나 뭉침 현상 없이 입자가 고르게 분포된 나노복합체 필름을 제공할 수 있다.The hydrophilic functional group-containing polymer may be a bioprotein having both a carboxyl functional group and an amine functional group, and may be a biosynthetic enzyme such as Catalase, Hemoglobin, and Ferritin. The nanoparticles contained in the nanocomposite film produced according to the present invention exhibit a high packing density of 50-65%. According to the present invention, nanoparticles are stacked at a high density, It is possible to provide a nanocomposite film in which the particles are evenly distributed.

또한, 수용액의 산성도에 민감한 카복실 기능기를 갖는 고분자는 pH가 높아져 수용액의 산성도가 약해질수록 카복실 기능기가 강한 음전하를 띄게 되어, 정전기적 반발력 및 구조적인 형태 변화로 인해 흡착량이 감소하게 되고, 결과적으로 연속적으로 흡착되어야 할 무기 나노입자의 흡착량 또한 감소하게 되는바, 본 발명에 따르면, 고분자가 분산되어 있는 수용액의 산도를 조절하여 적층되는 무기 나노 입자의 흡착량을 조절할 수 있다. Further, as the pH of the polymer having carboxyl functional groups sensitive to the acidity of the aqueous solution becomes higher, the acid functionalities of the aqueous solution become weaker, the carboxyl functional groups become more strongly negative, and the adsorption amount decreases due to the electrostatic repulsion and structural change. The adsorption amount of inorganic nanoparticles to be continuously adsorbed is also reduced. According to the present invention, the amount of adsorbed inorganic nanoparticles can be controlled by controlling the acidity of the aqueous solution in which the polymer is dispersed.

이하에서는 바람직한 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and the like. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided for further illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not limited thereto.

제조예Manufacturing example 1: 소수성  1: hydrophobic OAOA -Pt 나노 입자의 합성Synthesis of Pt Nanoparticles

Chao Wang et al.(A General Approach to the Size- and Shape-Controlled Synthesis of Platinum nanoparticles and Their Catalytic Reduction of Oxygen. Angew. Chem. Int. Ed. 47, 3588-3591,(2008))에 개시된 방법으로 톨루엔에 분산시킨 OA-Pt 나노 입자를 준비하였다. 나노입자 용액의 농도는 5 mg/mL로 조정하였다(도 3b)Chao Wang et al. (A General Approach to Shape-Controlled Synthesis of Platinum Nanoparticles and Their Catalytic Reduction of Oxygen. Angew. Chem. Int. Ed., 47, 3588-3591, (2008) OA-Pt nanoparticles dispersed in toluene were prepared. The concentration of the nanoparticle solution was adjusted to 5 mg / mL (Fig. 3B)

제조예Manufacturing example 2: 소수성  2: hydrophobic OAOA -- AgAg 나노 입자의 합성 Synthesis of nanoparticles

Lin, X. Z. et al.(Direct Synthesis of Narrowly Dispersed Silver Nanoparticles Using a Single-Source Precursor. Langmuir 19, 10081-10085(2003) 2003))에 개시된 방법으로 톨루엔에 분산시킨 OA-Ag 나노 입자를 준비하였다. 나노 입자 용액의 농도는 5 mg/mL 로 조정하였다(도 3a).OA-Ag nanoparticles dispersed in toluene were prepared by the method disclosed in Lin, X. Z. et al. (Direct Synthesis of Narrowly Dispersed Silver Nanoparticles Using a Single-Source Precursor. Langmuir 19, 10081-10085 (2003) The concentration of the nanoparticle solution was adjusted to 5 mg / mL (Fig. 3A).

제조예Manufacturing example 3: 소수성  3: Hydrophobic OAOA -- Fe3O4Fe3O4 나노 입자의 합성 Synthesis of nanoparticles

S. H. Sun et al.(Monodisperse MFe2O4 (M = Fe, Co, Mn) Nanoparticles. J. Am. Chem. Soc., 126, 273279(2004))에 개시된 방법으로 톨루엔에 분산시킨 OA-Fe3O4 나노 입자를 준비하였다. 나노 입자 용액의 농도는 5 mg/mL로 조정하였다 (도 3e).OA-Fe3O4 nanoparticles dispersed in toluene were prepared by the method described in SH Sun et al. (Monodisperse MFe2O4 (M = Fe, Co, Mn) Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc., 126, 273279 Respectively. The concentration of the nanoparticle solution was adjusted to 5 mg / mL (Fig. 3E).

제조예Manufacturing example 4: 소수성  4: hydrophobic OAOA -- MnOMnO 나노 입자의 합성 Synthesis of nanoparticles

Na, H. B. et al.(Development of a T1 Contrast Agent for Magnetic Resonance Imaging Using MnO Nanoparticles. Angew. Chem. Int. Ed. 119, 5493-5497(2007))에 개시된 방법으로 톨루엔에 분산시킨 OA-MnO 나노입자를 준비하였다. 나노입자 용액의 농도는 5 mg/mL 로 조정하였다(도 3d)MnO nanomaterials dispersed in toluene by the method disclosed in Na, HB et al., (1999), Development of a T1 Contrast Agent for Magnetic Resonance Imaging Using MnO Nanoparticles, Angew. The particles were prepared. The concentration of the nanoparticle solution was adjusted to 5 mg / mL (FIG. 3D)

제조예Manufacturing example 5: 소수성  5: hydrophobic OAOA -- TiO2TiO2 나노 입자의 합성 Synthesis of nanoparticles

Pan, D. et al.(Facile Synthesis and Characterization of Luminescent TiO2 Nan ocrystals. Adv. Mater. 17, 1991-1995(2005))에 개시된 방법으로 톨루엔에 분산시킨 OA-TiO2 나노입자를 준비하였다. 나노입자 용액의 농도는 5 mg/mL 로 조정하였다(도 3c)OA-TiO2 nanoparticles dispersed in toluene were prepared by the method described in Pan, D. et al. (Facile Synthesis and Characterization of Luminescent TiO2 Nanocrystals. Adv. Mater. 17, 1991-1995 (2005)). The concentration of the nanoparticle solution was adjusted to 5 mg / mL (Fig. 3C)

실시예Example 1: ( One: ( PAAPAA // TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노 입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAA 용액 (Mw=130,000, Aldrich) 및 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 폴리(아릴아민 하이드로클로라이드)(Poly(allylamine hydrochloride, PAH, Mw = 70,000, Aldrich)를 준비하였다. 또한, PAA 용액은 산성도에 따라 전하 밀도가 변화하기 때문에 그에 따른 경향성을 관찰하기 위해 pH를 3, 5, 7, 9 로 각각 준비하였다.The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Preparation Example 5 were prepared in a toluene solution at a concentration of 5 mg / mL, and a 1 mg / mL PAA solution (Mw = 130,000, Aldrich) dispersed in water and 1 mg / mL (PAH, Mw = 70,000, Aldrich) was prepared as a solution of poly (arylamine hydrochloride) (PAA solution). To examine the tendency of the PAA solution, 3, 5, 7, and 9, respectively.

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PAH(Mw = 70,000, Aldrich) 내에 10분 동안 담지시키고, 탈이온수로 2회 세척하여 건조시켰다. PAH로 코팅된 기판을 각각 다른 pH를 가지는 PAA 용액 내에 10분 동안 담지시키고 나서 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다.Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was supported for 10 minutes in positively charged PAH (Mw = 70,000, Aldrich), washed twice with deionized water and dried. The PAH-coated substrate was immersed in a PAA solution having different pH for 10 minutes, then the hydrophobic nanoparticles were adsorbed for 10 minutes, washed with toluene and dried. The above procedure was repeated until the desired multi-layer water was obtained.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 약 10 nm 직경의 OA-TiO2 나노입자를 유기용매에서 제조하고, 물에 분산된 COOH 카복실 기능기를 가지는 PAA 고부자 물질을 사용하여 LBL 법을 이용하여 고분자/무기물 나노입자 다층박막 나노복합체 필름을 제조하였다.As shown in FIG. 1, OA-TiO 2 nanoparticles of about 10 nm in diameter were prepared in an organic solvent according to Example 1 of the present invention, and a PAA high-affinity material having a COOH carboxyl functional group dispersed in water was used Polymer / inorganic nanoparticle multilayer thin film nanocomposite films were prepared by LBL method.

우선 PAA 고분자의 COOH 카복실 기능기와 OA-TiO2 나노 입자의 표면 사이의 상호작용으로 리간드 교환법을 통해 입자가 적층된다는 것을 FT-IR 스펙트로스코피를 이용하여 확인하였다.First, it was confirmed by FT-IR spectroscopy that the particles were laminated by the ligand exchange method due to the interaction between the COOH carboxyl functional group of the PAA polymer and the surface of the OA-TiO 2 nanoparticles.

PAA의 FT-IR 스펙트럼은 COOH 기능기의 C=O 스트레칭 피크(1725cm-1) 진동에서 기인한 두드러진 흡수피크를 보였다. 또한 나노 입자의 안정제로 사용되어 나노 입자 표면에 결합하고 있는 올레산(Olei acid) 리간드는 긴 CH2 알킬 사슬을 가지고 있다. 이 긴 알킬 사슬에서 기인하는 CH2 스트레칭 피크(2929cm-1 및 2855cm-1)는 OA 리간드가 TiO2 나노입자의 표면에 결합되어 있다는 것을 나타낸다(도 4a).The FT-IR spectrum of PAA showed a prominent absorption peak attributable to the C = O stretching peak (1725 cm -1) oscillation of the COOH functional group. The oleic acid ligand, which is used as a stabilizer of nanoparticles and bound to the surface of the nanoparticles, has long CH2 alkyl chains. The CH2 stretching peaks (2929 cm-1 and 2855 cm-1) due to this long alkyl chain indicate that the OA ligand is bound to the surface of the TiO2 nanoparticles (Fig. 4A).

그러므로 PAA/OA-TiO2 나노입자 다층 박막에서 PAA 고분자의 증착 시간의 함수로서 PAA 층이 OA-TiO2 나노 입자가 코팅된 필름 상에 더욱 흡수됨에 따라 CH2 스트레칭의 흡수 피크 세기는 점차로 감소하고 PAA의 COOH 작용기에서 기인하는 피크 세기는 증가하였다(도 3a). 이들 결과들은 TiO2 나노 입자의 표면에 느슨하게 결합된 OA 리간드가 PAA의 COOH 작용기에 의하여 교체된다는 것을 의미한다. 그 결과 PAA 및 OA-TiO2 나노 입자가 교대로 적층되는 것은 COOH 및 CH2 스트레칭 진동수의 피크 세기가 상반된다는 것을 보였다(도 4b).Therefore, as the PAA layer as a function of the deposition time of the PAA polymer in the multilayer thin film of PAA / OA-TiO2 nanoparticles is further absorbed onto the film coated with the OA-TiO2 nanoparticles, the absorption peak intensity of the CH2 stretching gradually decreases and the COOH The peak intensity due to the functional group was increased (Fig. 3A). These results indicate that the loosely bound OA ligand on the surface of TiO2 nanoparticles is replaced by the COOH functional group of PAA. As a result, PAA and OA-TiO 2 The alternation of the nanoparticles shows that the peak intensities of the COOH and CH 2 stretching frequencies are opposite (Fig. 4B).

실시예Example 2: ( 2: ( PAAPAA // OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 (PAA/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다(도 5b). (PAA / OA-Pt) n multilayer thin film was prepared (FIG. 5B), except that OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Preparation Example 1 was used.

실시예Example 3: ( 3: ( PAAPAA // OAOA -- AgAg )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 2에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Ag 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 (PSS/OA-Ag)n 다층 박막을 제조하였다(도 5a).(PSS / OA-Ag) n multilayer thin film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the OA-Ag nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 2 was used (FIG. 5A).

실시예Example 4: ( 4: ( PAAPAA // OAOA -- Fe3O4Fe3O4 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 3에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Fe3O4 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 (PAA/OA-Fe3O4)n 다층 박막을 제조하였다(도 5c)(PAA / OA-Fe3O4) n multilayered thin film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the OA-Fe3O4 nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 3 was used (Fig. 5C)

실시예Example 5: ( 5: ( PAAPAA // OAOA -- MnOMnO )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 4에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-MnO 나노 입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 (PAA/OA-MnO)n 다층 박막을 제조하였다(도 5d)(PAA / OA-MnO) n multilayer thin film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the OA-MnO nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 4 was used (Fig. 5d)

실시예Example 6: ( 6: ( PAAPAA // OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-TiO2 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 (PAA/OA-TiO2)n 다층 박막을 제조하였다(도 5e)(PAA / OA-TiO2) n multilayer thin film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the OA-TiO2 nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 5 was used (Fig. 5e)

실시예Example 7: ( 7: ( PDDAPDDA // OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PDDA 용액 (Mw=300,000, Aldrich) 및 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAH 용액 (Mw = 70,000, Aldrich)를 준비하였다(도6-d).The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Production Example 5 were prepared in a toluene solution at a concentration of 5 mg / mL, and a 1 mg / mL PDDA solution (Mw = 300,000, Aldrich) dispersed in water and 1 mg / mL (Mw = 70,000, Aldrich) was prepared (Fig. 6-d).

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PDDA 용액 내에 10분 동안 담지시키고 나서 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다.Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was immersed in a positively charged PDDA solution for 10 minutes followed by adsorption of the hydrophobic nanoparticles for 10 minutes, washing with toluene and drying. The above procedure was repeated until the desired multi-layer water was obtained.

실시예Example 8: ( 8: ( PDDAPDDA // OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일하게 실시하여 (PDDA/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다(도7-d).(PDDA / OA-Pt) n multilayer thin film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 1 was used (Fig. 7-d).

실시예Example 9: ( 9: ( PVAPVA // OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노 입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PVA 용액 (Mw=70,000, Aldrich) 및 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAH 용액 (Mw = 70,000, Aldrich)를 준비한다.The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Preparation Example 5 were prepared in a toluene solution at a concentration of 5 mg / mL, and a 1 mg / mL PVA solution (Mw = 70,000, Aldrich) dispersed in water and 1 mg / mL (Mw = 70,000, Aldrich) are prepared.

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PAH(Mw = 70,000, Aldrich) 내에 10분 동안 담지시키고, 탈이온수로 2회 세척하여 건조시켰다. PAH로 코팅된 기판을 PDDA 용액 내에 10분 동안 담지시키고 나서 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다(도 6a)Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was supported for 10 minutes in positively charged PAH (Mw = 70,000, Aldrich), washed twice with deionized water and dried. The substrate coated with PAH was immersed in PDDA solution for 10 minutes, then adsorbed the hydrophobic nanoparticles for 10 minutes, washed with toluene and dried. The above procedure was repeated until a desired multi-layer water was obtained (Figure 6a)

실시예Example 10: ( 10: ( PVAPVA // OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9과 동일하게 실시하여 (PVA/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다(도 7a)(PVA / OA-Pt) n multilayered thin film was prepared in the same manner as in Example 9 except that OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 1 was used (Fig. 7a)

실시예Example 11: ( 11: ( PEOPEO // OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노 입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PEO 용액 (Mw=100,000, Aldrich) 및 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAH 용액 (Mw = 70,000, Aldrich)를 준비하였다.The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Production Example 5 were prepared in toluene at a concentration of 5 mg / mL, and a 1 mg / mL PEO solution (Mw = 100,000, Aldrich) dispersed in water and 1 mg / mL (Mw = 70,000, Aldrich) was prepared.

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PAH(Mw = 70,000, Aldrich) 내에 10분 동안 담지시키고, 탈이온수로 2회 세척하여 건조시켰다. PAH로 코팅된 기판을 PEO 용액 내에 10분 동안 담지시키고 나서 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다(도6-b).Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was supported for 10 minutes in positively charged PAH (Mw = 70,000, Aldrich), washed twice with deionized water and dried. The substrate coated with PAH was immersed in the PEO solution for 10 minutes, then the hydrophobic nanoparticles were adsorbed for 10 minutes, washed with toluene and dried. The above procedure was repeated until the desired multi-layer water was obtained (Fig. 6-b).

실시예Example 12: ( 12: ( PEOPEO // OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 실시하여 (PEO/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다(도 7b)(PEO / OA-Pt) n multilayered thin film was prepared in the same manner as in Example 11 except that OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 1 was used (Fig. 7B)

실시예Example 13: ( 13: ( PAHPAH // OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노 입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAH 용액 (Mw = 70,000, Aldrich)를 준비하였다.The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Production Example 5 were prepared in a toluene solution at a concentration of 5 mg / mL, and a PAH solution (Mw = 70,000, Aldrich) having a concentration of 1 mg / mL dispersed in water was prepared.

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PAH(Mw = 70,000, Aldrich) 내에 10분 동안 담지시키고, 탈이온수로 2회 세척하여 건조시켰다. PAH로 코팅된 기판에 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다(도 6c).Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was supported for 10 minutes in positively charged PAH (Mw = 70,000, Aldrich), washed twice with deionized water and dried. The hydrophobic nanoparticles were adsorbed on the PAH coated substrate for 10 minutes, washed with toluene and dried. The process was repeated until the desired multi-layer water was obtained (FIG. 6C).

실시예Example 14: ( 14: ( PAHPAH // OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일하게 실시하여 (PAH/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다(도 7c)(PAH / OA-Pt) n multilayered thin film was prepared in the same manner as in Example 13 except that OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 1 was used (Fig. 7C)

실시예Example 15: (CAT/ 15: (CAT / OAOA -- TiO2TiO2 )n 다층 박막의 제조) n Manufacturing of multilayer thin film

제조예 5에서 합성한 OA-TiO2 나노 입자를 5mg/mL 농도로 톨루엔 용액에 준비하고 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 CAT 용액 (40,000-60,000 units/mg protein (E1%/405), Aldrich) 및 물에 분산된 1 mg/mL 농도의 PAH 용액 (Mw = 70,000, Aldrich)를 준비한다. CAT 용액은 pH 3과 9, 두 가지를 준비하였다.The OA-TiO2 nanoparticles synthesized in Production Example 5 were prepared in a toluene solution at a concentration of 5 mg / mL, and a CAT solution (40,000-60,000 units / mg protein (E1% / 405), Aldrich ) And a 1 mg / mL PAH solution (Mw = 70,000, Aldrich) dispersed in water are prepared. Two kinds of CAT solutions were prepared, pH 3 and 9.

LbL 조립법을 이용한 다중층을 제조하기 위하여 석영 또는 실리콘 기판을 RCA 용액(H2O/NH3/H2O2 5:1:1: v/v/v)으로 80도의 온도에서 1차 세척하였다. 그 결과 생성된 음전하를 띤 기판을 양전하를 띤 PAH(Mw = 70,000, Aldrich) 내에 10분 동안 담지시키고, 탈이온수로 2회 세척하여 건조시켰다. PAH로 코팅된 기판을 CAT 용액 내에 10분 동안 담지시키고 나서 10분 동안 소수성 나노입자를 흡착시키고, 톨루엔으로 세척하고 건조시켰다. 원하는 다층 수를 얻을 때까지 상기 과정을 반복하였다(도 8a)Quartz or silicon substrates were first cleaned with RCA solution (H2O / NH3 / H2O2 5: 1: 1: v / v / v) at 80 ° C to prepare multilayers using the LbL assembly method. The resulting negatively charged substrate was supported for 10 minutes in positively charged PAH (Mw = 70,000, Aldrich), washed twice with deionized water and dried. The substrate coated with PAH was immersed in the CAT solution for 10 minutes, then the hydrophobic nanoparticles were adsorbed for 10 minutes, washed with toluene and dried. The above procedure was repeated until a desired multi-layer water was obtained (Figure 8a)

실시예Example 16: (CAT/ 16: (CAT / OAOA -Pt)n 다층 박막의 제조-Pt) n Multi-layer Thin Film Fabrication

제조예 1에서 합성한 올레인산으로 안정화된 OA-Pt 나노입자 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 15과 동일하게 실시하여 (CAT/OA-Pt)n 다층 박막을 제조하였다.(도8-b)(CAT / OA-Pt) n multilayer thin film was prepared in the same manner as in Example 15 except that the OA-Pt nanoparticle solution stabilized with oleic acid synthesized in Production Example 1 was used. (Fig. 8-b)

실험예Experimental Example

UV-UV- visvis 스펙트로스코피Spectrocopy

석영 글래스 상의 유기물 고분자/무기물 나노입자 다층 박막의 UV-vis 스펙트럼을 Perkin Elmer Lambda 35 UV-vis 스펙트로미터로 분석하였다. The UV-vis spectrum of the organic polymer / inorganic nanoparticle multilayer film on quartz glass was analyzed with a Perkin Elmer Lambda 35 UV-vis spectrometer.

석영 결정 Quartz crystal 마이크로중량기기Micro weight equipment (Quartz Crystal (Quartz Crystal MicrogravimetryMicrogravimetry , , QCMQCM ) 측정 ) Measure

각 흡착 단계를 실시한 후에 QCM 장치(QCM200, SRS)를 사용하여 각 층마다 증착된 물질의 질량을 측정하였다. After each adsorption step, the mass of the material deposited on each layer was measured using a QCM device (QCM200, SRS).

QCM 전극의 공진주파수(resonance frequency)는 약 5MHz이었다. PAA 고분자 및 무기물 나노 입자의 흡착된 질량 m은 사우어브레이 방정식을 사용하여 QCM 진동수, F의 변화량으로부터 계산하였다(Buttry, D. Advances in Electroanalytical Chemistry: Applications of the QCM to Electrochemistry. Marcel Dekker: New York, 1991).The resonance frequency of the QCM electrode was about 5 MHz. The adsorbed mass m of the PAA polymer and inorganic nanoparticles was calculated from the change in QCM frequency, F, using the Sauer-Bray equation (Buttry, D. Advances in Electroanalytical Chemistry: Applications of the QCM to Electrochemistry. Marcel Dekker: New York, 1991).

Figure pat00006
Figure pat00006

여기에서, F0(~5MHz)은 결정의 기본 공진 주파수이고, A는 전극 면적, q(~2.65 gcm-2) 및 q(~2.95x10^11 gcm-2s- 2)는 각각 전단 탄성률(shear modulus) 및 석영의 밀도를 나타낸다. 이 방정식은 다음과 같이 간단하게 표현할 수 있다.Here, F0 (~5 MHz) is the fundamental resonance frequency of the crystal, A is the electrode area, q (~ 2.65 gcm -2 ) and q (~ 2.95x10 ^ 11 gcm -2 s - 2 ) modulus) and the density of quartz. This equation can be simply expressed as:

Figure pat00007
Figure pat00007

푸리에 변환 적외선 분광학 (Fourier Transform Infrared Spectroscopy; FTIR)Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

진동 스펙트럼을 전달 및 감쇠 전반사(ATR) 모드에서 FTIR 분광학 (iS50 FTIR Thermo Fisher)에 의해 측정하였다. FTIR 측정을 하기 전에, 수증기 및 이산화탄소를 제거하기 위하여, 2시간 동안 N2 가스로 표본 챔버를 정화시켰다. Au-코팅된 실리콘 웨이퍼 기판에 (PAA/TiO2)n 필름의 ATR-FTIR 스펙트럼을 입사각 80 °로 102번 스캔하여 얻었다. 얻어진 미가공 데이터를 기준선 보정 후 그래프를 작성하였고 스펙트럼 분석 소프트웨어(OMNIC, Nicolet)를 이용하여 스펙트럼을 고르게 하였다. The vibrational spectra were measured by FTIR spectroscopy (iS50 FTIR Thermo Fisher) in transmission and attenuated total reflection (ATR) mode. Prior to FTIR measurements, the sample chamber was purged with N 2 gas for 2 hours to remove water vapor and carbon dioxide. An ATR-FTIR spectrum of (PAA / TiO 2 ) n film was obtained by scanning 102 times with an incident angle of 80 ° on an Au-coated silicon wafer substrate. The obtained raw data was plotted after baseline correction, and the spectrum was smoothed using spectrum analysis software (OMNIC, Nicolet).

또한 PAA 흡착시간의 함수로서, OA 리간드의 (2929, 2855cm-1에서의) CH2 작용기와 PAA의 (1725cm-1에서의) COOH 작용기의 ATR-FTIR 흡착피크면적(absorption peak area)을 비교함으로써 상대변환속도(relative conversion rate)를 계산하였다.Also, by comparing the ATR-FTIR adsorption peak area of the COOH functional group (at 1725 cm-1) of the PAA with the CH2 functional group (at 2929, 2855 cm-1) of the OA ligand as a function of PAA adsorption time The relative conversion rate was calculated.

실험예Experimental Example 1: 고분자 수용액의 산성도에 따른 무기물 나노 입자의 흡착량 변화 측정 1: Measurement of adsorption amount of inorganic nanoparticles according to acidity of aqueous polymer solution

다른 산성도 (곧, H+ 이온의 농도)에 따라 제조된 PAA층 상의 OA-TiO2 나노 입자의 흡착량은 UV-vis 스펙트로스코피를 이용해 정성적으로, 석영 결정 미량천칭(QCM)을 이용해 정량적으로 관찰하였다(도 9).The adsorption amount of OA-TiO 2 nanoparticles on the PAA layer prepared according to different acidity (ie, H + ion concentration) was quantitatively observed using UV-vis spectroscopy and qualitatively using a quartz crystal microbalance (QCM) (Fig. 9).

PAA 및 OA- TiO2 나노 입자의 적층량은 pH 3 PAA 수용액의 경우 2.06μg 이었다. 그러나 PAA 수용액의 산성도가 pH 3 에서 pH 9로 증가하였을 때에는1.08μg 으로 적층량이 감소하였다. pH 3 PAA 및 OA-TiO2 나노 입자를 연속적으로 적층시킬 경우, 도4-b 에서와 같이 (PAA/OA- TiO2)n 다층 박막의 규칙적이고 선형적인 성장이 관찰되었다. 사용된 OA-TiO2 나노 입자의 밀도가 약 3.78 gcm- 3 인 것을 고려할 때, pH3의 산성도를 띄는 PAA 고분자 층에 흡착된 OA-TiO2 나노 입자의 수 밀도(number density)는 약 8.99 x 10^11cm-2로 계산되며, 이는 52%의 충전밀도에 해당되고, 랜덤하게 근접으로 충전된 입자 층에 대한 최대 충전밀도(64%)에 근접한 값이다.PAA and OA- TiO 2 The amount of nanoparticles deposited was 2.06 μg in the case of pH 3 aqueous PAA solution. However, when the acidity of PAA aqueous solution was increased from pH 3 to pH 9, the amount of lamination decreased to 1.08 μg. The PAA pH 3 and OA-TiO 2 when continuously laminated to the nanoparticles, regular and linear growth (PAA / OA- TiO 2) n multi-layer thin film, as shown in Figure 4-b was observed. The density of the OA-TiO 2 nanoparticles using about 3.78 gcm - considering that 3, the number density of the OA-TiO 2 nanoparticles adsorbed by the PAA polymer layer striking the acidity of pH3 (number density) of about 8.99 x 10 ^ 11 cm -2 , which corresponds to a filling density of 52% and is close to the maximum filling density (64%) for a randomly proximally filled particle layer.

상기와 같은 결과는 무 극성 용매에 분산된 무기물 나노 입자의 흡착량이 고정된 전하 밀도를 가진 미리 흡착된 PAA의 흡착상태에 상당히 영향을 받는다는 것을 의미한다. 더욱 상세하게는, 고분자 수용액의 산성도가 감소, 즉 pH가 증가하면서 고분자 전해질 사슬 내의 COOH 기능기의 전하 밀도가 증가하고 그로부터 발생하는 정전기적 반발력의 증가로 인하여 PAA 전해질 고분자의 흡착량이 감소하여 그 위에 연속적으로 적층되는 무기물 나노 입자의 흡착량이 감소하게 된다. 또한 이처럼 강해지는 고분자 전해질 물질의 전하 밀도는 고분자의 구조적 형태를 유연한 루프, 테일 및 엉킨 구조에서 단단하고 직선적인 구조로 변화시킨다. 이 또한 그 위에 흡착되는 무기물 나노 입자의 양의 감소시키는 요인이 된다. 예를 들어 설명하면 이불이 깔려있는 푹신한 곳에 구슬을 뿌리면 이불 위에 구슬이 잘 올라가지만 단단한 대리석 바닥에 구슬을 뿌리면 쉽게 흩어지는 것과 맥락을 같이한다. 고분자의 루프, 테일, 엉킴 구조는 나노 단위의 시각에서 볼 때 기판 위에서 푹신한 이불과 같은 역할을 해주어 나노 입자가 더 많이 견고하게 흡착될 수 있게 한다.The above results indicate that the adsorption amount of the inorganic nanoparticles dispersed in the nonpolar solvent is significantly influenced by the adsorption state of the previously adsorbed PAA having the fixed charge density. More specifically, as the acidity of the polymer aqueous solution decreases, that is, as the pH increases, the charge density of the COOH functional group in the polymer electrolyte chain increases and the electrostatic repulsion force resulting therefrom increases, thereby decreasing the adsorption amount of the PAA electrolyte polymer The adsorption amount of the inorganic nanoparticles continuously deposited is decreased. Also, the charge density of the polymer electrolyte material changes from a flexible loop, tail, and tangential structure to a rigid, linear structure. This also reduces the amount of inorganic nanoparticles adsorbed thereon. For example, if you put a bead in a soft place with a futon, the bead will rise well on the comforter, but if you put a bead on the hard marble floor, it will be easy to be scattered. The loop, tail, and entanglement structures of the polymer act like a fluffy duvet on the substrate when viewed from the nanometer scale, allowing the nanoparticles to be more firmly adsorbed.

Claims (10)

다음 단계를 포함하는 나노복합체 필름의 제조 방법:
(a) 기판 상에 극성 용매에 분산되어 있는 친수성 기능기를 가지는 고분자를 흡착시키는 단계;
(b) 상기 고분자가 흡착된 기판을 무기물 나노 입자가 분산되어 있는 비극성 용매에 담지하여 상기 고분자의 기능기와 상기 무기물 나노 입자간의 상호작용을 통해 자기조립을 유도하고 상기 무기물 나노입자를 흡착시키는 단계; 및
(c) 상기 (a)-(b) 단계 또는 (a)-(b)-(a) 단계를 n회(n은 1 내지 1000의 정수) 반복하여 층상 자기조립된 고분자/나노 입자 나노복합체 필름을 수득하는 단계.
A process for preparing a nanocomposite film comprising the steps of:
(a) adsorbing a polymer having a hydrophilic functional group dispersed in a polar solvent on a substrate;
(b) supporting the polymer-adsorbed substrate on a non-polar solvent in which inorganic nanoparticles are dispersed to induce self-assembly through interaction between the functional groups of the polymer and the inorganic nanoparticles, and adsorbing the inorganic nanoparticles; And
(c) Repeating the above steps (a) - (b) or (a) - (b) - (a) n times (n is an integer of 1 to 1000) to obtain a self- assembled polymer / nanoparticle nanocomposite film Lt; / RTI >
제1항에 있어서,
상기 친수성 기능기는 카복실 기능기, 아민 기능기, 에테르 기능기, 수산화 기능기 및 3차 암모늄 기능기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophilic functional group is at least one selected from the group consisting of a carboxyl functional group, an amine functional group, an ether functional group, a hydroxyl functional group, and a tertiary ammonium functional group.
제1항에 있어서,
상기 친수성 기능기를 가지는 고분자는 PAA, PAH, PEO, PVA 및 PDDA로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophilic functional group-containing polymer is at least one selected from the group consisting of PAA, PAH, PEO, PVA, and PDDA.
제1항에 있어서,
상기 친수성 기능기를 가지는 고분자는 카복실 기능기와 아민 기능기를 동시에 가지는 생체 단백질인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer having the hydrophilic functional group is a bioprotein having both a carboxyl functional group and an amine functional group.
제4항에 있어서,
상기 생체 단백질은 생체 효소인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the bioprotein is a biogenic enzyme.
제1항에 있어서,
상기 무기물은 금속 또는 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic material is a metal or a metal oxide.
제6항에 있어서,
상기 금속은 전이 금속인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the metal is a transition metal.
제6항에 있어서,
상기 금속은 은 백금 철 망간 티타늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 나노복합체 필름의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the metal is at least one selected from the group consisting of silver platinum iron manganese titanium.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따라 제조된 나노복합체 필름.A nanocomposite film produced according to any one of claims 1 to 8. 제9항의 나노복합체 필름을 포함하는 비휘발성 저항변환성 메모리 소자.A non-volatile, resistance-transformable memory device comprising the nanocomposite film of claim 9.
KR1020160029328A 2016-03-11 2016-03-11 Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby KR20170105929A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160029328A KR20170105929A (en) 2016-03-11 2016-03-11 Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160029328A KR20170105929A (en) 2016-03-11 2016-03-11 Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170105929A true KR20170105929A (en) 2017-09-20

Family

ID=60033887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160029328A KR20170105929A (en) 2016-03-11 2016-03-11 Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170105929A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023027491A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 고려대학교 산학협력단 Enzyme-based electrode, manufacturing method therefor and application thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023027491A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 고려대학교 산학협력단 Enzyme-based electrode, manufacturing method therefor and application thereof
KR20230031516A (en) * 2021-08-27 2023-03-07 고려대학교 산학협력단 Enzyme based electrode, manufacturing, and the application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ko et al. Hydrophobic nanoparticle-based nanocomposite films using in situ ligand exchange layer-by-layer assembly and their nonvolatile memory applications
Wu et al. Silica nanoparticles as carriers of antifouling ligands for PVDF ultrafiltration membranes
Kato et al. Thin multilayer films of weak polyelectrolytes on colloid particles
Lee et al. Layer-by-layer assembly of zeolite crystals on glass with polyelectrolytes as ionic linkers
Fu et al. Highly hydrophilic poly (vinylidene fluoride) ultrafiltration membranes modified by poly (N-acryloyl glycinamide) hydrogel based on multi-hydrogen bond self-assembly for reducing protein fouling
Isawi Development of thin-film composite membranes via radical grafting with methacrylic acid/ZnO doped TiO2 nanocomposites
Sham et al. Layer-by-layer assembly of thin films containing exfoliated pristine graphene nanosheets and polyethyleneimine
CN106751242A (en) A kind of ceramic/polymer composite, preparation method and application
Lee et al. Two-dimensional designer nanochannels for controllable ion transport in graphene oxide nanomembranes with tunable sheet dimensions
Shakeri et al. Blue lemon@ quaternary graphene oxide open frameworks: as a novel nanostructure for performance enhancement of thin film nanocomposite forward osmosis membrane
Huang et al. The toolbox of porous anodic aluminum oxide–based nanocomposites: from preparation to application
Park et al. Synthesis and characterization of TiO2/Ag/polymer ternary nanoparticles via surface-initiated atom transfer radical polymerization
JP5659371B2 (en) Organic solvent dispersion blended with flaky titanium oxide, method for producing the same, titanium oxide film using the same, and method for producing the same
JP2004351608A (en) Manufacturing method of nano material, and nano material
Miyata et al. Photoresponsive behaviour of zwitterionic polymer particles with photodimerizable groups on their surfaces
Muhammad et al. Silver nanoparticles decorated polyhedral oligomeric silsesquioxane nanocages as an effective nanoadditive for improved structural and biological properties of poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) nanofiltration membrane
Barak et al. Layer-by-layer assembly of nanofilms from colloidally stable amine-functionalized silica nanoparticles
Gomez-Romero et al. Hybrid Materials: A Metareview
US9805841B2 (en) Virus film as template for porous inorganic scaffolds
KR20170105929A (en) Method of preparing nanocomposite film using amphiphilic layer-by-layer assembly and nanocomposite film prepared thereby
TW201809153A (en) An antibacterial composite and method for preparing the same
Huang et al. Preparation, characterization and properties of amino-functionalized montmorillonite and composite layer-by-layer assembly with inorganic nanosheets
Toomey et al. Hydrothermal synthesis and processing of barium titanate nanoparticles embedded in polymer films
Qie et al. Dopamine-Assisted Layer-by-Layer Deposition Providing Coatings with Controlled Thickness, Roughness, and Functional Properties
Chemin et al. Divergent growth of poly (amidoamine) dendrimer-like branched polymers at the reducing end of cellulose nanocrystals

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application