$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

폴리아민 나노 복합체를 이용한 고분자-실리카 복합체 입자 합성
Synthesis of Polymer-Silica Hybrid Particle by Using Polyamine Nano Complex 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.27 no.2, 2021년, pp.115 - 123  

김동영 (충남대학교 공과대학 응용화학공학과) ,  서준희 (충남대학교 공과대학 응용화학공학과) ,  이병진 (충남대학교 공과대학 응용화학공학과) ,  강경구 (동의대학교 공과대학 화학공학과) ,  이창수 (충남대학교 공과대학 응용화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구는 무기 실리카 껍질(shell)과 유기 고분자 코어(core)로 구성된 매우 균일한 유-무기 복합체 입자 제조의 방법에 관한 것이다. 먼저, 미세유체 기술을 이용하여 균일한 크기를 지니는 유기 고분자 코어 입자를 제조하였다. 코어 입자의 제조 과정에서 코어 입자의 제조 과정에서 광 경화성 유기 물질이 포함된 분산상과 연속상의 유속을 독립적으로 제어함으로써 균일한 액적을 형성하였다. 액적이 형성됨과 동시에, 미세유체 채널의 말단에서 자외선 조사에 의해 액적이 광중합 되어 코어 입자로 형성된다. 더불어, 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(polyallylamine hydrochloride, PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 나노 복합체는 최적화된 pH 조건에서 수소결합과 정전기적 인력 같은 강력한 상호작용을 통해 코어 입자에 코팅된다. 폴리아민 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 아민 그룹들은 규산(silicic acid)의 축합(condensation) 반응을 촉매하여, 코어 입자 표면의 실리카 나노입자 성장을 시킬 수 있었다. 따라서, 본 방법을 통해 유기 코어에 무기 실리카 나노입자로 코팅된 유-무기 복합체 입자를 제조할 수 있었다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 보다 온화하며 환경친화적인 조건 하에서 단시간 내에 유-무기 복합체 입자를 합성할 수 있으며, 다양한 모양과 크기를 갖는 코어 입자에 적용되어 넓게 활용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study demonstrates a new method for the synthesis of organic-inorganic hybrid particles composed of an inorganic silica shell and organic core particles. The organic core particles are prepared with a uniform size using droplet-based microfluidic technology. In the process of preparing the orga...

주제어

표/그림 (7)

참고문헌 (46)

  1. Wang, R., Zhang, Y., Lu, D., Ge, J., Liu, Z., and Zare, R. N., "Functional Protein-Organic/Inorganic Hybrid Nanomaterials," Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol., 5(4), 320-328 (2013). 

  2. Haleem, A., Syaal, S. B., Ajmal, M., Ambreen, J., Rauf, S., Ali, N., Muhammad, S., Shah, A., Zia, M. A., and Siddiq, M., "Silver and Palladium Nanoparticle Embedded Poly (n-isopropylacrylamide-co-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) Hybrid Microgel Catalyst with pH and Temperature Dependent Catalytic Activity," Korean J. Chem. Eng., 37(4), 614-622 (2020). 

  3. Lee, S. H., and Lee, J. D., "Electrochemical Characteristics of Graphite/Silicon/Pitch Anode Composites for Lithium Ion Batteries Using Silica-Coated Graphite," Korean Chem. Eng. Res., 58(1), 142-149 (2020). 

  4. Kim, H. W., Lee, W.-Y., and Song, K. C., "Effect of Biodegradable Polymer Coating on the Corrosion Rates and Mechanical Properties of Biliary Magnesium Alloy Stents," Korean Chem. Eng. Res., 58(1), 36-43 (2020). 

  5. Basak, S., "The Age of Multistimuli-Responsive Nanogels: The Finest Evolved Nano Delivery System in Biomedical Sciences," Biotechnol. Bioprocess Eng., 25, 655-669 (2020). 

  6. He, Q., and Shi, J., "Mesoporous Silica Nanoparticle Based Nano Drug Delivery Systems: Synthesis, Controlled Drug Release and Delivery, Pharmacokinetics and Biocompatibility," J. Mater. Chem., 21(16), 5845-5855 (2011). 

  7. Green, D. L., Lin, J. S., Lam, Y.-F., Hu, M. Z.-C., Schaefer, D. W., and Harris, M. T., "Size, Volume Fraction, and Nucleation of Stober Silica Nanoparticles," J. Colloid Interface Sci., 266(2), 346-358 (2003). 

  8. Stober, W., Fink, A., and Bohn, E., "Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range," J. Colloid Interface Sci., 26(1), 62-69 (1968). 

  9. Moghal, J., Reid, S., Hagerty, L., Gardener, M., and Wakefield, G., "Development of Single Layer Nanoparticle Anti-Reflection Coating for Polymer Substrates," Thin Solid Films, 534, 541-545 (2013). 

  10. Ribeiro, T., Baleizao, C., and Farinha, J. P. S., "Functional Films from Silica/Polymer Nanoparticles," Materials, 7(5), 3881-3900 (2014). 

  11. Mebert, A. M., Aime, C., Alvarez, G. S., Shi, Y., Flor, S. A., Lucangioli, S. E., Desimone, M. F., and Coradin, T., "Silica Core-Shell Particles for the Dual Delivery of Gentamicin and Rifamycin Antibiotics," J. Mater. Chem., B, 4(18), 3135-3144 (2016). 

  12. Nguyen, T. H., Mai, N. T., Reddy, V. R. M., Jung, J. H., and Truong, N. T. N., "Synthesis of Silica Aerogel Particles and Its Application to Thermal Insulation Paint," Korean J. Chem. Eng., 37(10), 1803-1809 (2020). 

  13. Dey, R., and Samanta, A., "Microwave-Synthesized High-performance Mesoporous SBA-15 Silica Materials for CO 2 Capture," Korean J. Chem. Eng., 37(11), 1951-1962 (2020). 

  14. Hong, S.-S., "Synthesis of Ti-SBA-15 Doped with Lanthanide Ions and Their Photocatalytic Activity," Clean Technol., 26(1), 7-12 (2020). 

  15. Park, J. H., Cho, G. H., Hwang, R. H., Baek, J. H., and Yi, K. B., "Effect of Steam-Treated Zeolite BEA Catalyst in NH 3 -SCR Reaction," Clean Technol., 26(2), 145-150 (2020). 

  16. Han, S.-J., Shin, K., Suh, K.-D., and Ryu, J.-H., "Monodisperse Micrometer-Ranged Poly(methyl methacrylate) Hybrid Particles Coated with a Uniform Silica Layer," Macromol. Res., 16(5), 399-403 (2008). 

  17. Chen, M., Zhou, S., Wu, L., Xie, S., and Chen, Y., "Preparation of Silica-Coated Polystyrene Hybrid Spherical Colloids," Macromol. Chem. Phys., 206(18), 1896-1902 (2005). 

  18. Kim, D.-Y., Jin, S. H., Jeong, S.-G., Lee, B., Kang, K.-K., and Lee, C.-S., "Microfluidic Preparation of Monodisperse Polymeric Microspheres Coated with Silica Nanoparticles," Sci. Rep., 8(1), 1-11 (2018). 

  19. Lutz, K., Groger, C., Sumper, M., and Brunner, E., "Biomimetic Silica Formation: Analysis of the Phosphate-Induced Self-Assembly of Polyamines," Phys. Chem. Chem. Phys., 7(14), 2812-2815 (2005). 

  20. Brunner, E., Lutz, K., and Sumper, M., "Biomimetic Synthesis of Silica Nanospheres Depends on the Aggregation and Phase Separation of Polyamines in Aqueous Solution," Phys. Chem. Chem. Phys., 6(4), 854-857 (2004). 

  21. Neville, F., Broderick, M. J. F., Gibson, T., and Millner, P. A., "Fabrication and Activity of Silicate Nanoparticles and Nanosilicate-Entrapped Enzymes Using Polyethyleneimine As a Biomimetic Polymer," Langmuir., 27(1), 279-285 (2011). 

  22. Bak, Y.-C., "Production of Vaterite Type Calcium Carbonate by Using Oyster Shell Waste with Lysine," Korean Chem. Eng. Res., 59(1), 118-126 (2021). 

  23. Neville, F., Murphy, M., and Wanless, E. J., "The Formation of Polyethyleneimine-Trimethoxymethylsilane Organic-Inorganic Hybrid Particles," Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp., 431(20), 42-50 (2013). 

  24. Nguyen, Q. X., Belgard, T. G., Taylor, J. J., Murthy, V. S., Halas, N. J., and Wong, M. S., "Water-Phase Synthesis of Cationic Silica/Polyamine Nanoparticles," Chem. Mater., 24(8), 1426-1433 (2012). 

  25. Kang, K.-K., Oh, H.-S., Kim, D.-Y., Shim, G., and Lee, C.-S., "Synthesis of Silica Nanoparticles Using Biomimetic Mineralization with Polyallylamine Hydrochloride," J. Colloid Interface Sci., 507(1), 145-153 (2017). 

  26. Bagaria, H. G., and Wong, M. S., "Polyamine-Salt Aggregate Assembly of Capsules As Responsive Drug Delivery Vehicles," J. Mater. Chem., 21(26), 9454-9466 (2011). 

  27. Bagaria, H. G., Kadali, S. B., and Wong, M. S., "Shell Thickness Control of Nanoparticle/Polymer Assembled Microcapsules," Chem. Mater., 23(2), 301-308 (2011). 

  28. Nam, J.-O., Choi, C.-H., Kim, J., Kang, S.-M., and Lee, C.-S., "Fabrication of Polymeric Microcapsules in a Microchannel Using Formation of Double Emulsion," Korean Chem. Eng. Res., 51(5), 597-601 (2013). 

  29. Choi, C.-H., Weitz, D. A., and Lee, C.-S., "One Step Formation of Controllable Complex Emulsions: From Functional Particles to Simultaneous Encapsulation of Hydrophilic and Hydrophobic Agents into Desired Position," Adv. Mater., 25(18), 2536-2541 (2013). 

  30. Jin, S. H., Kim, C., Lee, B., Shim, K.-R., Kim, D. Y., and Lee, C.-S., "Manufacturing of Monodisperse Pectin Hydrogel Microfibers Using Partial Gelation in Microfluidic Devices," Clean Technol., 23(3), 270-278 (2017). 

  31. Kang, K.-K., Lee, B., and Lee, C.-S., "Recent Progress in the Synthesis of Inorganic Particulate Materials Using Microfluidics," J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 98, 2-19 (2019). 

  32. Jin, S. H., Kim, T., Oh, D., Kang, K.-K., and Lee, C.-S., "Preparation of Monodisperse PEGDA Microparticles Using a Dispensing Needle Based Microfluidic Device," Korean Chem. Eng. Res., 57(1), 58-64 (2019). 

  33. Chuang, I.-S., and Maciel, G. E., "A Detailed Model of Local Structure and Silanol Hydrogen Bonding of Silica Gel Surfaces," J. Phys. Chem. B, 101(16), 3052-3064 (1997). 

  34. Brown, M. A., Arrigoni, M., Heroguel, F., Redondo, A. B., Giordano, L., Van Bokhoven, J. A., and Pacchioni, G., "pH Dependent Electronic and Geometric Structures at the Water-Silica Nanoparticle Interface," J. Phys. Chem. C, 118(50), 29007-29016 (2014). 

  35. Cranford, S. W., Ortiz, C., and Buehler, M. J., "Mechanomutable Properties of a PAA/PAH Polyelectrolyte Complex: Rate Dependence and Ionization Effects on Tunable Adhesion Strength," Soft Matter, 6(17), 4175-4188 (2010). 

  36. Pismenskaya, N., Laktionov, E., Nikonenko, V., El Attar, A., Auclair, B., and Pourcelly, G., "Dependence of Composition of Anion-Exchange Membranes and Their Electrical Conductivity on Concentration of Sodium Salts of Carbonic and Phosphoric Acids," J. Membr. Sci., 181(2), 185-197 (2001). 

  37. Murthy, V. S., Rana, R. K., and Wong, M. S., "Nanoparticle-Assembled Capsule Synthesis: Formation of Colloidal Polyamine-Salt Intermediates," J. Phys. Chem. B, 110(51), 25619-25627 (2006). 

  38. Reis, A. V., Guilherme, M. R., S de Almeida, E. A. M., Kunita, M. H., Muniz, E. C., Rubira, A. F., and Tambourgi, E. B., "Copolymer Hydrogel Microspheres Consisting of Modified Sulfate Chondroitin-co-Poly (N-isopropylacrylamide)," J. Appl. Polym. Sci., 121(5), 2726-2733 (2011). 

  39. Sanaeepur, H., Kargari, A., and Nasernejad, B., "Aminosilane-Functionalization of a Nanoporous Y-type Zeolite for Application in a Cellulose Acetate Based Mixed Matrix Membrane for CO 2 Separation," RSC Adv., 4(109), 63966-63976 (2014). 

  40. Lou, Y., Liu, G., Liu, S., Shen, J., and Jin, W., "A Facile Way to Prepare Ceramic-Supported Graphene Oxide Composite Membrane via Silane-Graft Modification," Appl. Surf. Sci., 307, 631-637 (2014). 

  41. Chen, J., Li, Q., Xu, R., and Xiao, F., "Distinguishing the Silanol Groups in the Mesoporous Molecular Sieve MCM-41," Angew. Chem., Int. Ed., 34(23-24), 2694-2696 (1996). 

  42. Paltrinieri, L., Wang, M., Sachdeva, S., Besseling, N. A. M., Sudholter, E. J. R., and De Smet, L. C. P. M., "Fe 3 O 4 Nanoparticles Coated with a Guanidinium-Functionalized Polyelectrolyte Extend the pH Range for Phosphate Binding," J. Mater. Chem. A, 5(35), 18476-18485 (2017). 

  43. Mondal, A., and Mandal, B., "Synthesis and Characterization of Crosslinked Poly (vinylalcohol)/Poly (allylamine)/2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol/Polysulfone Composite Membrane for CO 2 /N 2 Separation," J. Membr. Sci., 446, 383-394 (2013). 

  44. Lechner, C. C., and Becker, C. F. W., "Silaffins in Silica Biomineralization and Biomimetic Silica Precipitation," Mar. Drugs, 13(8), 5297-5333 (2015). 

  45. Lechner, C. C., and Becker, C. F. W., "Exploring the Effect of Native and Artificial Peptide Modifications on Silaffin Induced Silica Precipitation," Chem. Sci., 3(12), 3500-3504 (2012). 

  46. Kuo, P.-L., Chen, W.-F., and Liang, W.-J., "Proton Transportation in an Organic-Inorganic Hybrid Polymer Electrolyte Based on a Polysiloxane/Poly(allylamine) Network," J. Polym. Sci. A Polym. Chem., 43(15), 3359-3367 (2005). 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로