KR20230006243A - 생체기능 모사용 산화철 나노입자의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 산화철 나노입자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산화철 나노입자의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 산화철 나노입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화제일철 사수화물(FeCl2-4H2O) 및 염화제이철(FeCl3)을 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비로 물에 혼합하여 수용액을 제조하는 단계, 상기 수용액의 pH를 pH9 내지 pH10의 범위로 조절하는 pH 조절 단계 및 pH가 조절된 수용액에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 산화철 나노입자의 제조방법; 및 이러한 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는 산화철 나노입자에 관한 것이다.
Description
본 발명은 생체기능 모사용 산화철 나노입자의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 산화철 나노입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선 에너지를 통하여 단일 공정으로 크기 및 크기 분산도를 조절하고, 나아가 산화철 나노입자의 수율이 현저하게 향상된 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속 또는 금속 산화물은 나노미터 단위로 크기가 작아지면 기존의 벌크한 입자 상태와는 전혀 다른 물리, 화학적 특성을 가지게 된다. 산화철 또한 벌크한 입자일 때와 다른 독특한 성질을 가진다. 구체적으로, 산화철 나노입자는 배터리의 전극 소재, 가스 센서, 유기반응 촉매, 물 분해 촉매, MRI 조영제 등 다양한 분야에 응용이 가능한 물질이며, 이에 더하여 무기안료 입자로서 적색 유기안료를 대체할 물질로 주목받고 있다. 특히, 자성 산화철(Fe3O4) 나노입자는 약물 전달 및 MRI 조영제, 암 치료 등 의학적 용도나, 자성 유체, 촉매, 정보 저장 매체 등의 다양한 응용 가능성을 가지며, 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
자성 산화철 나노입자를 제조하는 방법으로는 열분해법, 역미셀법 등 다양한 방법이 있다. 열분해법은 금속-계면활성제 착물을 형성한 후, 이를 유기용매 하에서 고온으로 가열하는 방법이다. 열분해법을 통해 자성 나노입자를 생성시키는 경우 최초 핵 형성이 일어나는 온도가 200 내지 240℃이고, 200℃ 이하의 온도에서는 입자가 생성되지 않는다고 보고되었다. 즉, 열분해법은 100℃를 훨씬 웃도는 높은 온도에서 반응이 진행되므로 대량생산에 적합하지 않는다는 문제점이 있고, 트리옥틸아민(trioctylamine), 옥타데켄(octadecene) 등 끓는점이 높은 유기 용매를 이용하여야 하지만, 이러한 유기 용매가 고가이므로 역시 대량생산에 이용되기 어렵다. 종래의 역미셀법의 경우, 주로 도데실벤젠설포네이트소듐염(Sodium dodecylbenzensulfonate, NaDBS), 또는 디옥틸설포숙시네이트소듐염(Dioctyl sulfosuccinate sodium salt, AOT) 등을 계면활성제로 이용하나, 이 경우 생성된 입자의 결정성이 떨어진다는 단점이 있다.
한편, 산화철 자성 나노입자의 경우, 단결정 구조일 경우 가장 자성이 높고, 결정성이 떨어질수록 자성이 약해지는 것을 고려할 때, 전술한 종래의 역미셀법으로는 결정성이 높고 자성이 우수한 나노입자를 생성하기가 어렵다. 나아가, 이와 같이 제조된 나노입자는 용매 내에서 입자의 분산성이 떨어지므로 이의 적용범위가 한정적인 문제가 있다. 특히, 유기용매 상에서 나노입자의 분산성이 떨어져 입자가 서로 응집되거나 석출되어 크기가 균일한 나노입자들을 제공할 수 없다. 또한, 종래의 역미셀법은 15 시간 이상의 반응시간을 필요로 하여 역시 자성 나노입자의 대량생산에는 이용되기 어렵다. 이와 관련하여 한국 등록 특허 KR 10-1911641 B1는 역미셀 방법을 이용한 자성 산화철 나노입자의 제조방법의 개선된 공정을 개시하고 있다. 한편, 열분해법과 함께 가장 일반적으로 사용되는 방법인 공침법(co-precipitation)은 다단계 공정이 수행되고 입자 형성 속도가 빨라 크기와 크기 분산도 조절이 어렵고, 상온에서 반응이 일어나므로 결정성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 최근 자성 산화철 나노입자가 효소활성 모사 나노자임(Nanozyme)으로서 사용될 수 있음이 보고되었다(Chem. Soc. Rev. 42(14), 5981-6202 (2013)). 2007년 최초로 자성 산화철 나노입자가 과산화효소 활성을 보임이 발표된 이래, 자성 산화철 나노입자가 산화효소 및 카탈라아제 등 다양한 산화환원 효소의 활성을 모사할 수 있음이 보고되었다(Nat. Nanotechnol. 2, 577-583 (2007)). 또한, 최근 그래핀을 기반으로 하여 과산화효소의 선택성과 활성을 모방한 나노단위 크기의 무기 소재 나노자임(Nanozyme)이 합성되었으며, 이와 같은 무기 소재를 이용하면 알츠하이머병 조기 진단과 관련된 신경전달물질인 아세틸콜린을 자연 효소를 이용했을 때보다 더 민감하게 검출할 수 있음을 확인했다. 자연계에서 발견 및 생산되는 단백질 기반 효소는 다양한 생화학적 반응을 촉매하기 때문에, 의료, 환경, 식품, 제약, 군사 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 이들 자연 효소는 높은 선택성 및 활성을 보이지만, 산도, 온도 조건 등과 같은 조건의 변화에 따라 반응 활성이 변하며, 그 안정성이 떨어져 실제 활용도가 줄어드는 단점이 있다.
이에 반해 자성 산화철 나노입자와 같은 나노자임은 안정성이 매우 높으며, 대량 합성될 수 있는 장점이 있다. 특히 현재까지 나노자임은 화학적인 합성법을 통해 생산되기 때문에, 환원제 등과 같이 합성 과정 중 필수적으로 사용되는 화학 시약의 독성으로부터 자유롭지 못하며, 따라서 그 사용 범위가 제한되는 단점이 있다. 한편, 금속 나노입자를 제조하는 선행기술로서 대한민국 특허 제10-0582921호에서는 아미노 알콕사이드 리간드를 함유하는 금속 화합물로부터 금속 나노입자를 제조하는 방법을 제시하고 있다. 상기 선행기술에는 자체 열분해가 가능한 아미노 알콕시 금속 화합물을 선구 물질로 하여 외부로부터 환원제를 첨가하지 않고 열분해법으로 저온에서 나노 크기의 금속 나노입자를 제조할 수 있다. 하지만 이 방법은 저온이라 하더라도 250℃ 이상의 가열 조건을 필요로 하며 선택되는 선구 물질인 알콕사이드 리간드의 합성이 필요로 되며 선구물질의 종류에 따라 입자의 모양과 크기, 안정성 등이 달라진다. 이와 같이 자성 산화철 나노입자의 활용 분야는 매우 넓고 다양하지만 아직도 다양한 제조방법의 개발이 미약한 실정이다.
이에 본 발명의 한 측면은, 유해한 화합물 또는 추가의 환원제의 사용 등이 요구되지 않으며, 자성 산화철 나노입자의 입도 분포도가 균일한, 방사선 조사법에 기반한 단일 공정의 산화철 나노입자의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기와 같은 방법에 의해 제조된, 입도 분포도가 균일하고, 과산화효소 모사 활성이 우수한 산화철 나노입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 염화제일철(FeCl2) 및 염화제이철(FeCl3)을 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비로 물에 혼합하여 수용액을 제조하는 단계; 상기 수용액의 pH를 pH9 내지 pH10의 범위로 조절하는 pH 조절 단계; 및 pH가 조절된 수용액에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는, 산화철 나노입자의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는, 산화철 나노입자가 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 100nm 내지 700nm의 입도를 가지며, 입도가 100 nm 내지 400nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 50 내지 80% 인, 산화철 나노입자가 제공된다.
본 발명에 의하면, 단일 공정에 의해 상온에서 산화철 나노입자의 제조가 가능하므로, 종래다단계 공정이 수반되는 공침법, 열분해법 등에 비하여 공정 경제성이 우수하며, 보다 균일하고 작은 입자크기의 산화철 나노입자를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 산화철 나노입자는 제조 공정에서 유독 화학약품의 사용이 요구되지 않으므로, 보다 생체친화적인 산화철 나노입자를 획득할 수 있으며, 더욱이 본 발명의 산화철 나노입자는 자체적으로 우수한 과산화효소 활성 및 이로부터 유발된 항균 활성을 보유하고 있어 생체기능, 특히 효소활성 모사체로서 활용성이 우수하고, 종래 공정에 비하여 현저하게 향상된 수율로 산화철 나노입자를 획득할 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자에 대한 FT-IR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 분포도를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 SEM 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 양을 비교하여 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 분포도를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 SEM 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자의 양을 비교하여 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 추가의 환원제 혹은 화학 물질의 사용이 요구되지 않으며, 산화철 나노입자의 전구체만을 사용하여 상온에서 방사선 에너지에 의해 우수한 과산화효소 활성 및 이로부터 유발된 항균 활성을 보유하는 산화철 나노입자를 현저하게 향상된 수율로 제조할 수 있는 방법이 제공된다.
보다 상세하게, 본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법은 염화제일철(FeCl2), 예를 들어 염화제일철 사수화물(FeCl2-4H2O) 및 염화제이철(FeCl3)을 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비로 물에 혼합하여 수용액을 제조하는 단계; 상기 수용액의 pH를 pH9 내지 pH10의 범위로 조절하는 pH 조절 단계; 및 pH가 조절된 수용액에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는 산화철 나노입자는 산화철 (II, III)(Fe3O4)을 포함하는 자성 산화철 나노입자이다. 나아가, 본 발명의 방법에 의해 획득되는 자성 산화철 나노입자는 산화철 (II, III)(Fe3O4)을 포함하며, 나아가 일부 FeO(OH)(goethite) 형태의 중간체를 포함할 수 있다. 상기 FeO(OH)는 Fe3O4를 생성할 수 있도록 하는 중간체로 예를 들어 염기성 용매(1 M NaOH, pH 9-10) 하에서, 반응식 세트 (1), 반응식 세트 (2) 및 반응식(3)을 거쳐 아래와 같은 반응 메카니즘으로 Fe3O4이 생산되는 과정에서 형성될 수 있다.
일반적으로 효소활성은 산화환원력에 의해 결정되는 데, 본 발명의 실시예에서 확인한 좁쌀 형태의 결정 모양은 FeO(OH)의 형성을 대변하는 것으로, 상기 중간 생성물인 FeO(OH)의 확인은 Fe3O4 입자 생성 및 효율이 증가된 것으로 판단할 수 있는 근거가 될 수 있으며, 다시 말해, FeO(OH)의 -OH로 인한 철 이온의 전자밀도 증가로 환원력이 증가되면서, 결과적으로 Fe3O4 생성 효율이 높아졌다는 것을 뒷받침할 수 있다.
한편, 본 발명의 수용액을 제조하는 단계는 염화제일철과 염화제이철을 특정한 몰비로 혼합하여 수행되며, 이와 같이 산화철 나노입자 제조를 위한 염화제일철 및 염화제이철을 제외한 어떠한 추가의 환원제 및 화학 물질을 포함하지 않으며, 알코올 등의 용매가 아닌 수용액 상에서 수행되므로 그 결과 획득되는 산화철 나노입자의 안정성을 확보할 수 있다. 더욱이 본 발명은 상온에서 수행될 수 있는 것으로, 예를 들어 0 초과 50℃ 이하, 바람직하게는 4 내지 37℃, 보다 바람직하게는 4 내지 25℃에서 수행되는 것이다.
상기 염화제일철과 염화제이철은 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비로 혼합되며, 이와 같은 몰비에 의하여 Fe3O4 결정 형태의 나노입자를 획득할 수 있다.
본 발명의 수용액을 제조하는 단계에 있어서 상기 염화제일철 및 염화제이철은 0.15 내지 0.35M의 범위, 예를 들어 0.2 내지 0.3M의 범위, 바람직하게는 총 약 0.25 M로 혼합될 수 있다. 총 산화철 염의 함량이 0. 15M 미만인 경우, 제조 수율이 저하되어 공정 경제상 바람직하지 않은 측면이 있으며, 총 산화철 염의 함량이 수용액 내 0.35M 을 초과하는 경우에는, 산화철 입자의 엉김 현상이 심해지는 문제가 있다.
상기 pH 조절 단계는 LiOH, NaOH, KOH 및 NH4OH로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염기를 수용액에 혼합하여 수행되는 것일 수 있으며, NaOH를 사용한다.
한편, 상기 방사선을 조사하는 단계의 방사선은 감마선, 전자선, 자외선 및 X선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 감마선인 것이다. 또한 상기 감마선은 코발트(Co)-60, 크립톤(Kr)-85, 스트론튬(Sr)-90, 및 세슘(Cs)-137으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 방사성 동위원소로부터 방출될 수 있으며, 바람직하게는 상기 감마선은 코발트(Co)-60일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 전자선은 투과 깊이가 낮고, 자외선은 에너지가 낮아, 두 경우 모두 공정 효율이 떨어지므로, 감마선을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 방사선을 조사하는 단계의 선량은 25 kGy 내지 50 kGy일 수 있으며, 예를 들어 25 kGy 내지 35kGy일 수 있다. 상기 선량이 25 kGy 미만인 경우와, 50 kGy를 초과하는 경우에는 산화철 나노입자의 과산화수소 활성이 저하되는 경향이 있다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상술한 본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는 산화철 나노입자가 제공된다. 본 발명의 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는 산화철 나노입자는 산화철 (II, III)(Fe3O4)을 포함하는 자성 산화철 나노입자이다. 나아가, 본 발명의 방법에 의해 획득되는 자성 산화철 나노입자는 산화철 (II, III)(Fe3O4)을 포함하며, 나아가 일부 FeO(OH)(goethite) 형태의 중간체를 포함할 수 있다.
자는 입도가 100 nm 내지 400nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 50 내지 80% 인 입자 분포도를 갖는 것이며, 나아가 입도가 100 nm 내지 700nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 90% 이상인 입자 분포도를 갖는 것이다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 100nm 내지 700nm의 입도를 가지며, 입도가 100 nm 내지 400nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 50 내지 80%인 산화철 나노입자가 제공된다. 산화철 나노입자와 관련한 기술적인 내용은 상술한 바와 동일한 내용이 적용된다.
나아가, 입도가 100 nm 내지 700nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 90% 이상인 입자 분포도를 갖는 나노입자가 제공된다.
본 발명의 산화철 나노입자는 구형, 봉형(좁쌀, rod) 또는 이들의 혼합 형태이고, 폴리크리스탈 특성을 갖는다. 예를 들어 본 발명의 산화철 나노입자는 바람직하게는 구형 나노 입자를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 상기 본 발명에 의해 제공되는 산화철 나노입자는 기존 공침법을 통한 열수처리를 통해 합성된 산화철 나노입자에 비해 100~150%의 과산화효소 활성을 산성 조건(pH 3~5)에서 보인다. 특히 과산화효소 활성은 H2O2를 수산화라디칼로 변화시키며, 만들어진 수산화라디칼은 미생물 세포벽을 공격함으로써, 항균 기작이 발생하는 데 근거하여, 항균 활성을 실험한 결과, 방사선 조사법에 의해 합성된 산화철 나노입자는 H2O2 존재 하에 높은 항균활성을 보임을 그람 음성(Gram-negative) 미생물인 대장균(E. coli)와 그람양성(Gram-positive) 미생물인 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 통해 확인하였다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 단일 공정에 의해 상온에서 산화철 나노입자의 제조가 가능하여 공정 경제성이 우수하며, 현저하게 향상된 수율로 보다 균일한 입도의 분포의 산화철 나노입자를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 산화철 나노입자는 제조 공정에서 유독 화학약품의 사용이 요구되지 않으므로, 보다 생체친화적인 산화철 나노입자를 획득할 수 있으며, 더욱이 본 발명의 산화철 나노입자는 자체적으로 우수한 과산화효소 활성 및 항균 활성을 보유하고 있어 효소기능 모사체로서 활용이 가능하다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 산화철 나노입자의 제조
실시예 1
FeCl2-4H2O와 FeCl3를 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비가 되도록 증류수에 분산시켜 분산액을 제조한 후, 1M NaOH 용액을 분산액의 pH가 9 내지 10가 될 때까지 분산액에 넣어주었다. 상기 분산액에 25 kGy의 선량(감마선 10kGy/hr)으로 방사선을 조사하여 나노입자를 제조하였다. 이후 바로 정제를 수행하였으며, 보다 상세하게 강자석을 이용하여 침전된 Fe3O4를 수집하여 증류수로 pH가 6가 될 때까지 세척을 반복하여 남아있는 염기 용액을 최대한 제거하여 정제하였다. 이와 같은 과정은 모두 상온(15~25 ℃)에서 수행되었다. 마지막으로 70% 에탄올을 이용하여 세척과 함께 여분의 탈수과정을 거친 후 70 ℃ 오븐에서 충분히 건조하였다.
실시예 2
35 kGy의 선량(감마선 10kGy/hr)으로 방사선을 조사하여 나노입자를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정에 의하여 산화철 나노입자를 제조하였다.
실시예 3
50 kGy의 선량(감마선 10kGy/hr)으로 방사선을 조사하여 나노입자를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정에 의하여 산화철 나노입자를 제조하였다.
비교예 1
FeCl2-4H2O와 FeCl3를 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비가 되도록 증류수에 분산시켜 분산액을 제조한 후, 1M NaOH 용액을 분산액의 pH가 9 내지 10가 될 때까지 분산액에 넣어주었다. 이후 80℃로 35분 동안 가열반응을 수행하였고, 반응이 종료된 후, 열분해법은 상온까지 충분히 식혀야 하는 추가과정이 필요하였다. 이후 실시예 1과 동일한 공정에 의해 수집, 세척, 탈수 및 건조하였다.
비교예 2
가열을 하지 않고 25℃에서 35분 동안 반응을 수행한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정에 의하여 산화철 나노입자를 제조하였다.
2. 자성입자의 FT-IR 결과 확인
실시예 1 및 3; 및 비교예 1 및 2에서 획득된 산화철 나노입자 내의 Fe-O 생성여부를 확인하기 위해 FT-IR 결과를 확인하였다(도 1). 대조군(Control)으로 sigma-aldrich의 산화철(III)(Fe2O3)을 결과를 함께 확인하였다.
상기 대조군, 실시예 및 비교예 결과 모두에서 636 nm 부근에서 Fe-O 결합이 확인되었다. 이는 기존 방법에 의한 비교예와 동일한 636 cm-1 피크의 확인을 통해서 Fe-O(Fe3O4) 생성을 확인한 것이고, 특히 방사선 제조 시에만 827 cm-1(FeO(OH)) 피크가 생성된 것을 확인할 수 있는 바, 중간생성물인 FeO(OH)의 증가로 인해 Fe3O4 입자 생성 효율이 증가된 것으로 판단할 수 있다. 즉 -OH로 인한 철 이온의 전자밀도 증가로 환원력이 증가되어 Fe3O4 생성효율이 높아졌으며, 이로 인해 효소 활성도 향상될 수 있다.
3. 자성입자의 분산도 확인
실시예 1 및 3; 및 비교예 1 및 2에서 획득된 산화철 나노입자의 분산도를 확인하기 위해서 실시예 및 비교예에서 획득된 산화철 나노입자를 각각 증류수에 분산시키고, 동적 광 산란(DLS) 방식에 의해 측정한 결과 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예에서 획득된 자성입자는 보다 좁은 범위의 입도 분산인 작은 입자 크기를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
4. 자성입자의 SEM 분석
주사전자 현미경(SEM)에 의해 실시예 2 및 비교예 1 및 2에서 획득된 산화철 나노입자의 형태를 분석한 결과, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 2에서 획득한 자성입자의 경우 보다 뭉침이 적고 작고 균일한 크기를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 본 발명에 의해 획득되는 나노입자의 형태를 확인하였으며, 그 결과 본 발명에 의해 획득되는 나노입자는 구형과 일부 봉형이 혼재되어 있음을 확인할 수 있었다.
5. 산화철 나노 입자의 수율 확인
비교예 2, 비교예 1, 실시예 1 및 실시예 2에서 획득된 산화철 나노입자의 함량은 각각 0.103g, 0.215g, 0.367g 및 0.387g이었으며, 총 산화철 나노입자의 회득 결과를 도 4에 나타내었다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 의하는 경우 최대 3배 이상의 결과물이 획득되는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (9)
- 염화제일철(FeCl2) 및 염화제이철(FeCl3)을 Fe2+:Fe3+=1:2의 몰비로 물에 혼합하여 수용액을 제조하는 단계;
상기 수용액의 pH를 pH9 내지 pH10의 범위로 조절하는 pH 조절 단계; 및
pH가 조절된 수용액에 방사선을 조사하는 단계
를 포함하는, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는 산화철 나노입자는 산화철 (II, III)(Fe3O4)의 자성 산화철 나노입자를 포함하는, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 염화제일철 및 염화제이철은 총 0.15 내지 0.35M의 범위로 혼합되는, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 pH 조절 단계는 LiOH, NaOH, KOH 및 NH4OH로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 염기를 수용액에 혼합하여 수행되는, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방사선을 조사하는 단계의 방사선은 감마선, 전자선, 자외선 및 X선으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방사선을 조사하는 단계의 선량은 25 kGy 내지 50 kGy인, 산화철 나노입자의 제조방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 산화철 나노입자의 제조방법에 의해 획득되는, 산화철 나노입자.
- 제7항에 있어서, 상기 산화철 나노입자는 입도가 100 nm 내지 400nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 50 내지 80%인 입자 분포도를 갖는, 산화철 나노입자.
- 100nm 내지 700nm의 입도를 가지며, 입도가 100 nm 내지 400nm인 산화철 나노입자가 전체 산화철 나노입자의 50 내지 80% 인, 산화철 나노입자.
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2021
- 2021-07-02 KR KR1020210087182A patent/KR102557134B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050112692A (ko) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | 한국과학기술원 | 압전소자 노즐에 의한 염화철 (ⅱ) 과 염화철(ⅲ)의미세액적 반응기에서의 단분산 산화철 나노입자의 제조방법 |
| JP2009012987A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化鉄粒子粉末 |
| KR20110043181A (ko) * | 2009-10-21 | 2011-04-27 | 한국원자력연구원 | 전자빔 조사를 이용한 단분산 산화철 나노입자 제조방법 및 이에 따라 제조되는 단분산 산화철 나노입자 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| INTERNATIONAL JOURNAL OF NEW TECHNOLOGY AND RESEARCH(2017.01)* * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102557134B1 (ko) | 2023-07-20 |
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