내부 형상이 제어 된 ORMOSIL(Organically Modified Silica) 입자의 제조

Abstract

할로우/래틀(hollow/rattle) 모양의 입자는 센서, 나노 반응기, 리튬이온 전지, 약물전달시스템 등과 같은 다양한 분야에서 응용이 검토되고 있다. 특히 코어@중공@껍질(core@void@shell)을 가지는 래틀(Rattle) 모양의 입자는 넓은 표면적, 낮은 밀도, 용매의 투과성과 같은 특징으로 촉매, 약물전달시스템, 의약 등의 분야에서 널리 사용되고 있다. 하지만 래틀(Rattle) 모양의 입자를 만들기 위해서는 첫 번째로는 공정이 복잡하여 제조하는데 오랜 시간이 소비되고, 두 번째로는 스케일 업(Scale up) 힘들다는 것이며, 독성이 있는 에칭 에이전트를 사용하기 때문에 환경문제 등의 단점을 가지고 있다. 본 연구에서 VTMS(Vinyltrimethoxysilane), 3-APTMS((3-Aminopropyl)- trimethoxysilane)을 사용하여 균일한 사이즈의 입자를 제조하였고, 또한 산 촉매와 염기 촉매의 양과 적용 시간을 조절하여 입자의 내부 형상을 제어하였고, 독성과 부식성이 없는 물과 에탄올의 혼합용액을 이용하여 매우 간편하고 안전한 방법으로 에칭 하여 래틀(Rattle) 모양의 입자를 만들었다. 또한 -SH기를 가지고 있는 MPTMS((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)이용하여 만들어진 V@A 입자에 코팅한 후, 에칭을 통하여 Double-shell 구조를 갖는 입자를 만들었고, 실란비율이 다른 V@A입자에 GO(Graphene Oxide)를 이용하여 개별적으로 코팅하는데 성공하였다. 에칭 전후의 구조 분석은 SEM, TEM, FT-IR을 통해 확인 할 수 있었다.