초록 ▼

1. 중과제명 : 정밀 기능제어 화학소재 개발 연구 2. 세부과제명 : 자기/광학소재용 나노물질 합성 및 응용 3. 연구책임자 : 류 병환 4. 연구비 : 300,331 천원 5. 연구기간 : 2001. 1. ～ 2001. 12. 6. 2001년 연구목표 ◎ 연구개발의 최종 목표; 자기/광학용 나노소재의 제조 및 특성평가 기술개발 ◈ 자기/광학용 나노소재 합성 및 표면개질 기술 개발 ․ 100Gbit/in2급 자기기록 매체 개발 - 10nm급 Sm-Co계 나노자성분말 합성 - 보자력; 1000 ~ 2000

1. 중과제명 : 정밀 기능제어 화학소재 개발 연구 2. 세부과제명 : 자기/광학소재용 나노물질 합성 및 응용 3. 연구책임자 : 류 병환 4. 연구비 : 300,331 천원 5. 연구기간 : 2001. 1. ～ 2001. 12. 6. 2001년 연구목표 ◎ 연구개발의 최종 목표; 자기/광학용 나노소재의 제조 및 특성평가 기술개발 ◈ 자기/광학용 나노소재 합성 및 표면개질 기술 개발 ․ 100Gbit/in2급 자기기록 매체 개발 - 10nm급 Sm-Co계 나노자성분말 합성 - 보자력; 1000 ~ 2000 Oe (인가자장; 9000 Oe) ◈ 자기/광학용 나노구조제어 및 나노소재 평가기술 개발 ․ 나노입자의 2D 및 3D 입자 배열 ◎ 당해연도 연구개발 목표 ● 자기/광학용 나노소재 합성 기술 개발 - 100~200 nm급 Sm-Co계 자성 나노입자 제조 ● 나노소재의 나노표면 안정화 - 내산화성 물질에 의한 나노자성표면 capping - 자성나노입자 복합체화 7. `99년 연구수행 내용 요약 ● 자기/광학용 나노소재 합성 기술 개발 7-1. 침전 반응에서 핵생성 단계제어에 의한 자성나노물질의 합성 연구 - SmCo계 나노물질을 침전의 초기 핵생성 단계에서 분산에 의한 입자크기 제어. - 분산에 의한 나노 입자의 크기에 영향을 미치는 반응물의 농도, 주입속도, 반응시간, 분산제의 양 등을 변화. - 제조한 입자의 크기는 200nm이하의 크기로 조절이 가능하고, 최대 1000Oe 보자력을 갖음. 7-2. 나노 리액터를 이용한 자성 나노물질 합성 연구 - AOT를 사용하고, 자성출발물질을 Water/Heptane 에멀젼 용액상에서 반응시켜 수화물의 미세 입자를 합성. 이를 열처리, 환원 등을 통하여 자성 나노입자를 제조함. - SEM, XRD를 사용하여 입자의 크기, 생성된 상, 그리고 자성특성을 확인. 계면활성제의 농도와 반응물의 양을 조절하여 자성 나노 입자의 크기 및 자성 특성을 제어할 수 있었음. 7-3. 고분자 나노셀로부터 자성 나노물질 합성 - 원료를 모노머와 함께 용해시키고 중합 후 겔화시켜 중합된 고분자의 셀크기로 분리된 이온성 물질을 건조 및 burn-out 후 나노입자로 제조함. 고분자 나노셀은 아크릴아마이드 모노머 150g/L와 증류수를 사용. 중합개시제는 APS 1g/L로 혼합. - 제조한 입자의 크기는 100nm이하의 크기로 조절이 가능하고, 최대 1000Oe 보자력을 갖는 것을 확인할 수 있었음 ● 자성 나노소재의 나노표면 안정화 7-4. 자성나노입자와 고분자 복합체화 연구 - AM 모노머와 함께 자성물질을 용해시킨 상태에서 에멀젼을 제조하고, NaBH4 환원제, 개시제의 에멀젼을 이용하여 고분자구를 제조하여 자성물질과 고분자 나노복합체를 제조함. 7-5. 내산화성 물질(실리카)에 의한 나노자성표면 안정화 - 물유리를 사용하여 pH 11이하로 조절하여 나노입자의 표면을 실리카로 표면수식함. 8. 2001년 연구결과 활용 및 성과 가. 연구결과 활용 o magnetic mesoscopic material; - information storage - color imaging - bioprocessing (biomolecular 분리 및 고순도화) - magnetic refrigeration o magnetic fluid; - 자성온열에 의한 암 치료제 - dynamic sealing - dynamic loudspeaker 등에 응용이 가능함 나. 연구성과 　1. 특허출원; 국내특허 1건 출원 준비중 　2. 학술지 게제; 2편 준비중 　3. 학술회의 발표; 국내; 4 (+2) 건 1) 허 기복,강 윤찬,정 하균,김 창균,이 재도,류 병환, “핵생성 단계에서 입자분산성이 자성나노물질의 합성에 미치는 영향", 추계한국세라믹학회, KAIST, (2001.10) 2) 허 기복,강 윤찬,정 하균,김 창균,이 재도,류 병환, “나노 리액터를 이,이 재도,류 병환, “고분자 나노셀로부터 자성 나노물질 합성", 추계한국세라믹학회, KAIST, (2001.10) 4) 허 기복,강 윤찬,정 하균,김 창균,이 재도,류 병환, “자성나노물질이 포함된 고분자 복합체 입자의 제조", 추계한국공업화학회, 단국대학교, (2001.10) 5) 류 병환, 김 진우, 이 재도, "유무기 복합화 방법을 이용한 카본의 표면개질 I - 과불소알킬실란 처리에 의한 카본의 소수화", 춘계한국세라믹학회, 인하대학교 (2001.4) 6) 류 병환, 김 진우, 이 재도, "유무기 복합화 방법을 이용한 카본의 표면개질II - 과불소폴리이서 처리에 의한 카본의 소수화", 춘계한국세라믹학회, 인하대학교, (2001.4)

Abstract ▼

This research focused on the synthesis of Sm-Co nanoparticles enhanced the surface stability against oxidation, to develope the high density recording media over 100GB/in2. The synthesis of nanoparticles was carried out through three methods, such as simple precipitation and/or controling initial

This research focused on the synthesis of Sm-Co nanoparticles enhanced the surface stability against oxidation, to develope the high density recording media over 100GB/in2. The synthesis of nanoparticles was carried out through three methods, such as simple precipitation and/or controling initial stage of particle nucleation in solution, precipitation using two emulsion technique, and new burn - out method of polymeric nanocell including nanoparticle sources. The stabilization of nano-surface was attempted by an encapsulation technique, which is covering method with polymer or inorganic materials on a surface. The physical, and magnetic properties of synthesized Sm-Co group nanoparticles were evaluated by SEM, XRD, and VSM. The results are as followed. The Sm-Co(OH)x nanoparticles of 100 ~ 200nm, which magnetic property has up to 1000 Oe after H2 reduction at 900℃ 1h, was obtained by controlling the initial stage of particle nucleation in solution with polymeric surfactant, anionic polyelectrolytes, or Tw20. In precipitation using reverse emulsion of Water/AOT/Heptane, the nanoparticles of 100 ~ 200nm was obtained by mainly controlling the amount of AOT surfactant, and salt and/or concentration of reactants. The oxide form of nanopaticles of about 100nm was easily obtained in case that the polymeric nanocell included precursor was burn-out under 800℃. An attempting of the stabilizing the nanoparticles has done by covering the surface with polymer using two emulsion of 150g/L of acrylamide and 1g/L of ammomium persulfate at 50℃. The further study was need to increase the productivity. The stabilization of Sm-Co nanoparticles has been achieved by encapsulation of silica on the nano-surface, in case that the water glass of from 5- to 20wt% was mixed and hydrolyzed on nanoparticle in suspension.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...13
• 제 2 장 자기기록재료의 동향 및 입자합성의 이론적 배경...16
• 제 1 절 자기기록재료의 동향...16
• 제 2 절 액상법에 의한 나노 분말합성...23
• 제 3 장 자기/광학용 나노소재 합성 기술 개발...38
• 제 1 절 침전반응에 의한 자성나노물질의 합성...38
• 1. 개요...38
• 2. 실험...38
• 3. 결과 및 고찰...39
• 1. 단순 침전반응에 의한 입자합성;...39
• 2. 핵생성 단계가 제어된 침전반응에서 입자합성...55
• 4. 결론...68
• 제 2 절 나노 리액터를 이용한 자성 나노물질 합성...69
• 1. 개요...69
• 2. 실험방법...69
• 3. 결과 및 고찰...73
• 4. 결론...82
• 제 3 절 고분자 나노셀로부터 자성 나노물질 합성...83
• 1. 개요...83
• 2. 실험방법...83
• 3. 결과 및 고찰...86
• 4. 결론...95
• 제 4 장 자성 나노소재의 나노표면 안정화...96
• 1. 개요...96
• 2. 실험방법...96
• 3. 결과 및 고찰...98
• 1. 자성나노입자와 고분자의 복합체화...98
• 2. 내산화성 물질(실리카)에 의한 나노자성표면 안정화...100
• 4. 결론...113
• 제 5 장 전 체 결 론...114
• 참 고 문 헌...118