KR20180082884A - 야누스 그래핀 스펀지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

야누스 그래핀 스펀지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20180082884A
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백승현
윤종주
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는 야누스 그래핀 스펀지, 및 상기 그래핀 스펀지의 일 측면을 소수성-친유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계 및 상기 그래핀 스펀지의 다른 일 측면을 친수성-소유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계를 포함하는, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

야누스 그래핀 스펀지 및 이의 제조 방법{JANUS GRAPHENE SPONGE AND PREPARING METHOD OF THE SAME}
본원은, 미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는 야누스 그래핀 스펀지, 및 상기 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법에 관한 것이다.
기존 폐유 분리는 플랜트 단위의 원심분리기를 이용하고 있으나, 고비용으로 인해 에너지 손실이 크다. 누유 분야에서는 유분산제를 이용하거나 오일펜스와 흡입식, 흡착식 스키머를 이용하나, 이용 후 처리 문제가 발생한다. 또한 단 시간 내에 대량 분리하기 어렵다는 단점이 있다. 석유화학산업 폐수, 해양 기름 유출 등으로 인한 물-기름 혼합물에서 물-기름을 분리하기 위한 기술이 요구되고 있다. 대한민국 특허공고 제10-1337969호는 산화흑연을 열충격시켜 제조한 다층 그래핀 혼합물의 유기물질 흡착용 용도에 대하여 개시하고 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자 물-기름 투과 시에도 구조를 잘 유지함으로써 단 시간에 대량 분리가 가능한 필터의 개발이 요구되고 있다.
본원은, 미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는 야누스 그래핀 스펀지, 및 상기 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 산화 그래핀 용액과 아스코르브산 용액을 함유하는 혼합물을 반응시켜 환원된 산화 그래핀을 형성하고, 동시에 상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 형성하는 단계; 상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 동결 건조하여 그래핀 스펀지를 형성하는 단계; 상기 그래핀 스펀지의 일 측면을 소수성-친유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계; 및, 상기 그래핀 스펀지의 다른 일 측면을 친수성-소유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계를 포함하는, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법을 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 따라 제조되고, 미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는, 야누스 그래핀 스펀지를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 미세한 공극을 갖는 그래핀 스펀지의 표면 기능화를 통해 상기 그래핀 스펀지의 일 측면은 소수성(hydrophobic)-친유성(oleophilic) 표면을 갖고, 다른 일 측면은 친수성(hydrophilic)-소유성(oleophobic) 표면을 함유하는 야누스 그래핀 스펀지를 제공한다. 또한, 상기 야누스 그래핀 스펀지를 이용하여 물-기름을 분리하는 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 야누스 그래핀 스펀지는 소수성-친유성 표면 및 친수성-소유성 표면을 하나의 그래핀 스펀지에 포함함으로써, 상기 친수성-소유성 표면을 통해서 수중유(oil-in-water)에서 기름을 제거할 수 있고, 상기 소수성-친유성 표면을 통해서 유중수(water-in-oil)에서 물을 제거할 수 있으며, 물 또는 기름의 투과 시에도 구조를 잘 유지할 수 있어 단시간에 연속적으로 대량 분리가 가능하다.
본원의 일 구현예에 따른 야누스 그래핀 스펀지는, 3 차원 구조를 가짐으로써 높은 기공도와 넓은 표면적을 가질 수 있다.
또한, 본원의 일 구현예에 따른 야누스 그래핀 스펀지는, 물-기름을 분리하는 필터에 적용될 수 있고, 석유화학산업 폐수, 해양 기름 유출 등으로 인한 oil-in-water 혼합물과 윤활유의 지속된 사용으로 인한 water-in-oil 혼합물의 분리에도 적용될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 있어서, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 있어서, 야누스 그래핀 스펀지의 X-선 광전자 분광 분석(XPS) 그래프를 나타낸 것이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 있어서, 야누스 그래핀 스펀지의 접촉각(contact angle)을 나타낸 사진이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 있어서, 야누스 그래핀 스펀지를 이용한 물-기름 분리를 위한 실험 세트 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 있어서, 분산제로 안정화된 유중수(water-in-oil) 및 수중유(oil-in-water)를 야누스 그래핀 스펀지를 이용하여 분리하였을 때의 결과를 나타낸 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, 산화 그래핀 용액과 아스코르브산 용액을 함유하는 혼합물을 반응시켜 환원된 산화 그래핀을 형성하고, 동시에 상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 형성하는 단계; 상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 동결 건조하여 그래핀 스펀지를 형성하는 단계; 상기 그래핀 스펀지의 일 측면을 소수성-친유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계; 및, 상기 그래핀 스펀지의 다른 일 측면을 친수성-소유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계를 포함하는, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아스코르브산 용액은 환원제로서, 상기 환원제는 Na2HSO2, Na2S, HI, 비타민 C, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 환원제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반응은 약 90℃ 내지 약 120℃에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 반응은 약 90℃ 내지 약 120℃, 약 100℃ 내지 120℃, 약 110℃ 내지 120℃, 약 90℃ 내지 110℃, 또는 약 90℃ 내지 100℃에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산화 그래핀 용액의 농도는 약 0.1 % w/v 내지 약 1.0 % w/v일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 산화 그래핀 용액의 농도는 약 0.1 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.2 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.3 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.4 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.5 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.6 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.7 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.8 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.9 % w/v 내지 약 1.0 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.9 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.8 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.7 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.6 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.5 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.4 % w/v, 약 0.1 % w/v 내지 약 0.3 % w/v, 또는 약 0.1 % w/v 내지 약 0.2 % w/v일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아스코르브산 용액의 농도는 약 1 mM 내지 약 100 mM일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 아스코르브산 용액의 농도는 약 1 mM 내지 약 100 mM, 약 10 mM 내지 약 100 mM, 약 20 mM 내지 약 100 mM, 약 30 mM 내지 약 100 mM, 약 40 mM 내지 약 100 mM, 약 50 mM 내지 약 100 mM, 약 60 mM 내지 약 100 mM, 약 70 mM 내지 약 100 mM, 약 80 mM 내지 약 100 mM, 약 90 mM 내지 약 100 mM, 약 1 mM 내지 약 90 mM, 약 1 mM 내지 약 80 mM, 약 1 mM 내지 약 70 mM, 약 1 mM 내지 약 60 mM, 약 1 mM 내지 약 50 mM, 약 1 mM 내지 약 40 mM, 약 1 mM 내지 약 30 mM, 약 1 mM 내지 약 20 mM, 또는 약 1 mM 내지 약 10 mM일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산화 그래핀 용액과 상기 아스코르브산 용액의 부피 비율은 약 1 : 1 내지 20일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 용액의 부피 비율은 약 1 : 1 내지 20, 약 1 : 2 내지 20 , 약 1 : 3 내지 20, 약 1 : 4 내지 20, 약 1 : 5 내지 20, 약 1 : 6 내지 20, 약 1 : 7 내지 20, 약 1 : 8 내지 20, 약 1 : 9 내지 20, 약 1 : 10 내지 20, 약 1 : 11 내지 20, 약 1 : 12 내지 20, 약 1 : 13 내지 20, 약 1 : 14 내지 20, 약 1 : 15 내지 20, 약 1 : 16 내지 20, 약 1 : 17 내지 20, 약 1 : 18 내지 20, 또는 약 1 : 19 내지 20일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 아스코르브산은 친환경 환원제로서, 기존의 하이드라진계 환원제를 대체할 수 있다. 또한, 상기 산화 그래핀은 산화시키는 과정에서 sp2 구조가 깨져 전기전도도 등의 그래핀 고유의 뛰어난 물리적 특성이 없어지게 되지만, 상기 환원된 산화 그래핀은 산소 작용기들이 제거되고 sp2 구조가 복원되면서 물리적 특성도 복원된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 야누스 그래핀 스펀지는 상기 그래핀의 일 측면(예를 들어, 상기 그래핀 스펀지의 하단)을 소수성-친유성에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸서 이후 기능화시키는 과정에서 반응하지 않도록 하고, 상기 그래핀 스펀지의 다른 일 측면(예를 들어, 상기 그래핀 스펀지의 상단)을 친수성-소유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 공정에 의해 상기 야누스 그래핀 스펀지를 제조한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기능화된 부분을 아크릴로 감싸는 단계는, 상기 그래핀 스펀지와 상기 아크릴 사이에 에폭시(epoxy) 접착제를 이용하여 상기 그래핀 스펀지와 상기 아크릴을 고정시켜 아크릴로 감싸는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀 스펀지를 멤브레인으로 이용할 경우, 상기 아크릴로 감싼 후, 상기 그래핀 스펀지를 멤브레인 홀더에 넣어 볼트와 너트로 조이고, 이 과정에서, 상기 멤브레인 홀더에 있는 고무링이 상기 아크릴과 결합하여 유체의 누수를 방지하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성-친유성 작용기는 CF기(carbon fluorine group)를 포함하는 것이고, 상기 친수성-소유성 작용기는 산소기를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 CF기는 1H,1H-2H,2H 퍼플루오로데실-트리클로로실란(1H,1H-2H,2H perfluorodecyl-trichlorosilane, FDTS) 용액을 이용하여 기능화시키는 것일 수 있고, 상기 산소기는 O2 플라즈마 처리에 의해 기능화시키는 것일 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 따라 제조되고, 미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는, 야누스 그래핀 스펀지를 제공한다. 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 야누스 그래핀 스펀지는 소수성-친유성 표면 및 친수성-소유성 표면을 하나의 그래핀 스펀지에 포함함으로써, 상기 친수성-소유성 표면을 통해서 수중유(oil-in-water)에서 기름을 제거할 수 있고, 상기 소수성-친유성 표면을 통해서 유중수(water-in-oil)에서 물을 제거할 수 있으며, 물 또는 기름의 투과 시에도 구조를 잘 유지할 수 있어 단시간에 연속적으로 대량 분리가 가능하다.
본원의 일 구현예에 따른 야누스 그래핀 스펀지는, 3 차원 구조를 가짐으로써 높은 기공도와 넓은 표면적을 가질 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 야누스 그래핀 스펀지는, 물-기름을 분리하는 필터에 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 야누스 그래핀 스펀지가 상기 필터에 적용될 경우, 상기 필터는 상기 그래핀 스펀지가 기재 위에 전사된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 기재는 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 테플론, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 기재를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이하, 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
[실시예]
1. 야누스 그래핀 스펀지의 제조
본 실시예에서 그래핀 스펀지를 제조하기 위하여, 우선, 산화 그래핀 용액(0.6 % w/v) 2 mL와 아스코르브산 용액(40 mM) 10 mL를 혼합한 후 100℃에서 반응시켜 환원된 산화 그래핀(reduced graphene oxide)을 제조하였다.
상기 환원된 산화 그래핀은 세정과 동결과정을 거치면서 자기 조립(self-assembly)이 일어났으며, 그 후, 동결 건조 과정을 통해 수분을 제거하여 그래핀 스펀지를 수득할 수 있었다.
상기 수득된 그래핀 스펀지를 원통형으로 잘라 야누스 그래핀 스펀지를 제조하기 위해 기능화시켰다. 상기 기능화시키는 과정은 도 1에 나타내었다.
도 1을 참조하면, 그래핀 스펀지에 1H,1H-2H,2H 퍼플루오로데실-트리크로로실란(1H,1H-2H,2H perfluorodecyl-trichlorosilane, FDTS) 용액을 이용하여 CF기를 기능화시켰고, 아크릴을 이용하여 CF기가 기능화된 부분을 감싸주었다. O2 플라즈마를 이용하여 나머지 부분을 산소기로 기능화시킨 후 아크릴로 감싸 야누스 그래핀 스펀지를 제조하였다.
상기 제조된 야누스 그래핀 스펀지를 X-선 광전자 분광 분석(XPS)을 하여 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 산소기로 기능화된 그래핀 스펀지(O-GO 스펀지)에서 기능화되지 않은 그래핀 스펀지(GO 스펀지) 보다 산소 contents가 증가하는 것을 확인할 수 있었고, CF기에 의해 기능화된 스펀지(F-GO 스펀지)에서 CF contents가 생긴 것을 확인할 수 있었다.
2. 야누스 그래핀 스펀지의 물-기름 분리 실험
도 3은 본원의 일 실시예에 있어서, 야누스 그래핀 스펀지의 접촉각(contact angle)을 나타낸 사진이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 산소기에 의해 기능화된 그래핀 스펀지(O-GO 스펀지)를 기름에 담그고 물방울을 떨어트리면 상기 야누스 그래핀 스펀지에 잘 흡수되었지만, 물에 담그고 기름을 떨어트리면 그래핀 스펀지에 흡수되지 않았고, 이로 인해, 기름에 담그면 친수성을, 물에 담그면 소유성을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, CF기에 의해 기능화된 스펀지(F-GO 스펀지)를 기름에 담그고 물을 떨어트렸을 때, 물이 그래핀 스펀지에 흡수되지 않았지만, 물에 담그고 기름을 떨어트리면 그래핀 스펀지에 잘 흡수되는 것을 알 수 있었고, 이로 인해, 기름에 담그면 소수성을, 물에 담그면 친유성을 나타냄을 알 수 있었다.
도 4는 본 실시예에 따른 야누스 그래핀 스펀지를 이용한 물-기름 분리를 위한 실험 세트 장치를 나타낸 개략도이다.
도 4를 참조하면, 유체를 흐르게 하기 위해 가스 실린더를 연결하여 가압을 하였고, 상기 가스의 압력은 압력 조절기로 조절하였으며, 압력 게이지를 이용하여 그 값을 확인할 수 있었다. 가스관은 물-기름 혼합물이 담겨진 수조통에 연결되어 있어, 상기 혼합물이 가스 압력과 정수압(hydrostatic pressure)에 의해 야누스 그래핀 스펀지로 흐르고, 상기 야누스 그래핀 스펀지를 투과한 유체는 투과 바이알에 수득되었다.
도 5는 본원의 일 실시예에 있어서, 분산제로 안정화된 유중수(water-in-oil) 및 수중유(oil-in-water)를 야누스 그래핀 스펀지를 이용하여 분리하였을 때의 결과를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 분산제로 안정화된 유중수(water-in-oil)의 경우, 야누스 그래핀 스펀지(J-GO 스펀지)를 이용하여 CF 작용기에서 산소 작용기로 흘렸을 때(F → O), 소수성-친유성 작용기로 인해 기름에서 물이 분리되는 것을 광학이미지와 전자현미경 이미지를 통해서 확인할 수 있었다(좌측 이미지). 또한, 동적광산란(dynamic light scattering, DLS)을 이용하여 입자 크기를 분석해 보았을 때, 상기 야누스 그래핀 스펀지를 2 번 통과한 후 입자가 없어지는 것을 알 수 있었다(우측 그래프).
분산제로 안정화된 수중유(oil-in-water)의 경우, 야누스 그래핀 스펀지(J-GO 스펀지)를 이용하여 산소 작용기에서 CF 작용기로 흘렸을 때(O → F), 친수성-소유성 작용기로 인해 물에서 기름이 분리가 되는 것을 광학이미지와 전자현미경 이미지를 통해서 확인할 수 있었다(좌측 이미지). 또한, DLS를 이용하여 입자 크기를 분석해 보았을 때, 상기 야누스 그래핀 스펀지를 2 번 통과한 후 입자가 없어지는 것을 알 수 있었다(우측 그래프).
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

  1. 산화 그래핀 용액과 아스코르브산 용액을 함유하는 혼합물을 반응시켜 환원된 산화 그래핀을 형성하고, 동시에 상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 형성하는 단계;
    상기 환원된 산화 그래핀의 자기조립체를 동결 건조하여 그래핀 스펀지를 형성하는 단계;
    상기 그래핀 스펀지의 일 측면을 소수성-친유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계; 및,
    상기 그래핀 스펀지의 다른 일 측면을 친수성-소유성 작용기에 의해 기능화시킨 후 상기 기능화된 부분을 아크릴에 의해 감싸는 단계
    를 포함하는, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수성-친유성 작용기는 CF기(carbon fluorine group)를 포함하는 것이고, 상기 친수성-소유성 작용기는 산소기를 포함하는 것인, 야누스 그래핀 스펀지의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 따라 제조되고,
    미세한 공극을 갖는 3 차원 구조를 가지며 소수성-친유성 작용기 및 친수성-소유성 작용기를 함유하는,
    야누스 그래핀 스펀지.

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