• Title/Summary/Keyword: 실리카 입자

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Synthesis of Size Controllable Amine-Functionalized Silica Nanoparticles Based on Biomimetic Polyamine Complex (생체 모방 폴리아민 복합체 기반의 크기 조절이 가능한 아민 기능화 실리카 나노입자의 합성)

  • Kim, Dong-Yeong;Kim, Jae Seong;Lee, Chang-Soo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.60 no.3
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    • pp.407-413
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    • 2022
  • This study demonstrates a method for synthesis of amine functionalized and easily size controllable silica nanoparticles through biomimetic polyamine complex. First, we generate a polyamine nanocomplex composed of polyallylamine hydrochloride (PAH) and phosphate ion (pi) to synthesize silica nanoparticles. The size of polyamine nanocomplex is reversibly adjusted within the range of about 50 to 300 nm according to the pH conditions. Amine groups of the PAH in the nanocomplex catalyzes the condensation reaction of silicic acid. As a results, silica nanoparticles are synthesized based on nanocomplex in a very short time. Finally, we synthesize silica nanoparticles with various sizes according to the pH conditions. In the process of synthesizing silica nanoparticles, polyamine chains that act as catalysts are incorporated into the inside and surface of the particles, subsequently, amine groups are exposed on the surface of silica nanoparticles. As a results, the synthesis and surface modification of silica nanoparticles are performed simultaneously, and the silica nanoparticles introduced with amine groups can be easily synthesized by adjusting the sizes of the silica nanoparticles. Finally, we demonstrate the synthesis of functional silica nanoparticles in a short time under milder conditions than the conventional synthetic method. Furthermore, this method can be applicable to bioengineering and materials fields.

Rheological Behaviors of Concentrated Silica Particle Suspensionsprepared by Sol-Gel Method (솔젤법으로 제조된 고농도 실리카 입자 분산계의 유변학적 거동)

  • 양승만
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.10 no.1
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    • pp.24-30
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    • 1998
  • 솔젤법을 이용하여 단분산의 실리카 입자를 제조하고 농도변화에 따른 실리카 분산 액의 유변학적 거동을 해석하였다. 단분산 실리카 입자의 제조는 솔젤법을 이용한 액상반으 으로 제조하였고 입자의 안정화를 위하여 입자표면에 실란커플링제를 코팅하여 유기용매에 서 안정성을 갖도록 하였다. 분산액의 농도에 따른 유변학적 거동을 조사하기 위하여 부피 분율( )이 0.05인 희박 분산계로부터 =0.55의 고농도 분산계를 제조하였다. 솔젤법을 통하 여 단분산 실리카 입자를 성공적으로 제조하였으며 실란커플링제인 ${\gamma}$-methacryloxypropyl triethoxysilane로 입자의 표면을 화학적 방법으로 처리하여 유기용매 상에서 알킬기의 작용 에 의한 hard-sphere'특성을 나타내도록 하였으며 동시에 분산안정성을 유지할수 있었다. 입자 분산계는 =0.25이하의 부피농도에서는 분산용매와 같은 뉴톤거동을 보여주었으며 이 이이상의 농도에서는 비뉴톤거동인 전단담화(shear thinning)현상과 high shear limiting viscosity를 나타내었다. 이결과는 Krieger-Dougherty 식을 따름이 확인되었으며 부피분율 =0.50정도까지도 이식이 잘적용됨을 확인하였다. 부피분율 =0.50 이상의 고농도 입자 분산계 는 급격한 점도의 증가와 함께 전단담화와 전단탁화(shear thickening)현상이 모두 관찰되었 다. 특히 전단탁화를 일으키는 특헝전단변형률(cr)이하의 전단변형률에서는 안정되고 빠른 점성반응(viscous response)을 보여주었으나 특성 전단변형률 부근과 이상의 전단변형률 영 역에서는 매우 불안한 거동이 보여짐을 확인하였다. 그러나 이러한 점도 거동은 가역적이며 전단변형률을 증가시킬때와 감소시킬 때의 유변학적 거동이 거의 일치하였다.

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Transport Properties of Fluorinated Polyimide/PMMA-g-Silica Nanocomposite Membrane (PMMA가 그래프트된 실리카 나노입자를 포함한 불소계 폴리이미드 복합 분리막의 기체 투과 특성)

  • Kwon, Yu-Mi;Im, Hyun-Gu;Kim, Joo-Heon
    • Polymer(Korea)
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    • v.34 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • To enhance the transport properties of gas separation membrane, we prepared 6FDA-6FpDA based polyimide membrane with PMMA-graft-silica nanoparticles. The silica was grafted PMMA which is miscible with 6FDA-based polyimide after surface treatment by 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane ($\gamma$-MPS). The untreated silica/6FDA-6FpDA membrane showed greater permeability and less selectivity than PMMA-g-silica/6FDA-6FpDA due to its low dispersion. The transport properties of PMMA-g-silica/6FDA-GFpDA membrane were measured as a function of filler concentration. These membranes were evaluated using pure gases (He, $O_2$, $N_2$, $CO_2$). The increase in permeation was attributed to changes in the free volume distribution until 1 wt%. After 1 wt%, the permeability was decreased by excess silica which decreased effective area in polymer matrix. The selectivity was decreased with increasing permeability on the whole. However, the selectivity of $CO_2$ showed more enhance value.

A Study on the Fluorescence Characteristics of Dye-doped Silica Nanoparticles for Integrated Bio Imaging (융합 바이오 이미징을 위한 염료 도핑 된 실리카 나노입자의 형광 특성에 관한 연구)

  • Kim, Ki-Chul
    • Journal of Convergence for Information Technology
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    • v.8 no.5
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    • pp.45-50
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    • 2018
  • The functional nanomaterials of fluorescent dye-doped silica nanoparticles(NPs) are applied to bio applications such as bio-labeling of DNA micro-array, and bio-imaging. Organic dye-doped fluorescent silica NPs exhibit excellent bio-compatibility, non-toxic, and highly hydrophilic properties. In this study, organic fluorescent dyes were dissolved in ethanol, and deionized(DI) water. Organic fluorescent dyes were physically adsorbed to silica NPs and chemically doped to silica NPs. The fluorescence characteristics(FLC) was investigated by UV lamp irradiation of 365 nm wavelength. As results, the FLC of dye-doped silica NPs exhibits better than dye-adsorbed silica NPs and the FLC was improved with the increase of concentration of doped-dyes. The fluorescent organic dyes were well dissolved in ethanol than DI water. The photostability of dye-doped silica NPs was superior than pure fluorescent organic dye. The FLC of optimized dye-doped silica NPs would be applied to agent of non-invasive fluorescence bio-imaging in live cell and in vivo.

전자빔 조사를 이용한 기체상 실리카 나노입자의 제조 방법에 대한 연구

  • Kim, Jin-Hyeong;Son, Yeong-Gu;Sin, Won-Gyu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.624-624
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    • 2013
  • 본 연구에서는 전자빔 조사를 이용하여 대기 조건에서 실리카 나노입자를 제조하였다. 제조된 실리카 나노입자는 FT-IR을 통해 전구체가 전자빔에 의하여 분해되었음을 확인하였고 또한 XPS를 통해 Si 2P binding energy가 확인되었다. 본 연구에서 제조된 나노입자의 평균 지름은 각각 210 nm와 73 nm로 나타났고, 입자의 평균지름은 전구체 증기의 전자빔 반응기내 체류시간 조절에 따라 제어된다.

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전자빔 조사를 이용한 기체상 중공 실리카 나노입자의 제조

  • Kim, Jin-Hyeong;Son, Min-Su;Son, Yeong-Gu;Sin, Won-Gyu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.625-625
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    • 2013
  • 본 연구에서는 전자빔 조사를 이용하여 대기조건에서 중공 실리카 나노입자의 새로운 기체상 단일 공정 제조 방법을 제시하였다. 실험에서는 전구체로서 TEOS와 은 나노입자가 사용되었다. EDS 분석 결과 실리카 중공 나노입자의 제조를 확인하였으며, TEM 분석을 통해 제조된 중공나노입자의 평균 지름과 쉘 두께가 각각 56 nm와 10 nm임을 알 수 있었다.

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Preparation of porous silica gel powders from sodium silicates

  • 장감용;전영관;임광일;이광희
    • Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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    • 1996.06b
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    • pp.29-53
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    • 1996
  • 다공성 실리카 게 분말은 저밀도, 고비표면적의 특성을 가지며 물리적, 화학적 성질이 우수하여 필름의 점착방지제, 페인트의 소광제, 맥주의 흡착제, 촉매의 담지체등 산업전반에 걸쳐 여러용도로 사용되고 있다. 이러한 다공성 실리카 겔 분말은 고상법, 기상법, 액상법등으로 제조할 수 있으며, 이 중에서 sodium silicate를 원료로 하는 액상공정은 다공성의 제어가 용이하고, 공정이 간단하며, 고순도의 균질한 실리카를 얻을 수 있는 방법으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 액상법(sol-gel method)를 사용하여 점착방지제, 소광제 등으로 사용되는 다공성 실리카 겔 미분말의 개발에 초점을 두어 연구하였다. 그리고, 겔 분말의 다공성 제어를 위하여 공정 각 단계에서의 겔 내부의 구조의 변화에 대한 연구와 함께 수화겔의 숙성이 기공특성에 미치는 영향, 건조조건의 기공특성에 대한 영향 등을 살펴보았다. 다공성 실리카 겔 미분말은 다음과 같은 공정에 의해 제조되었다. sodium silicate를 황산과 반응시켜 겔화하고 추가의 황산을 투입하여 미반응분의 Na를 제거한 후 pH 7이상의 알카리 영역에서 숙성하여 다공성을 지닌 실리카 수화겔을 제조하였다. 수화겔의 탈수, 세척, 건조 공정을 거쳐 건조겔을 제조하고, 1-20$\mu\textrm{m}$의 크기로 분쇄하여 최종 제품을 얻을 수 있었다. 최종 다공성 실리카 겔 분말은 비표면적 200-700$m^2$/g, 기공부피 0.5-2.5cc/g, 평균 입경 3-5$\mu\textrm{m}$, 백색도 95% 이상의 물성을 보였다. sodium silicate와 황산의 겔화 반응에 의해 생성된 수화겔은 수 nm크기의 일차입자들의 연속적인 network로이루어져 있으며, 일차입자크기가 너무 작기 때문에 내부의 기공들은 별로 존재하지 않는 상태이다. 2차 주가황산 투입에 의해 미반응의 알카리 이온들을 중화, 제거시킬 수 있으며, 겔의 다공성을 좌우하는 숙성단계에서 숙성 pH, 온도, 시간등의 인자에 의해 수화겔의 기공특성을 제어할 수 있다. pH 7이상에서 실리카의 용해도가 크고, 용해도의 입자크기 의존성이 크므로, 일자입자는 Ostwald-ripening에 의해 계속 성장할 수 있으며, 이때, 입자의 성장은 숙성 온도와 시간에 의존한다. 탈수, 세척공정에 의해 가용성 염인 Na2SO4를 제거하고, 건조조건을 변화시킴으로써 기공부피를 증가시키는 것이 가능하였으며, Fast drying을 사용하여 점착방지제에 적합한 기공부피를 갖는 실리카 건조겔을 제조할 수 있었다.

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Preparation of Silica-Gold Composite particles (실리카-골드 복합체의 합성 연구)

  • Kim, Dae-Wook;Shim, Seung-Bo;Chun, Yong-Jin
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.12 no.11
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    • pp.5365-5369
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    • 2011
  • Silica-gold composite particles were prepared by wet chemical route including impregnation method. The effect of precursor and solvent on the preparation of silica-gold particles was investigated. When spherical silica particles and PVP and hydrogentetrachloroaurate(III) hydrate aqueous solution were used as support material and precursor solution, silica-gold composite particles with light pink color successfully obtained. Obtained composite particles were characterized using FE-SEM, FE-TEM and XRD.

Synthesis of Uniform Silica Nanoparticles using Tap, Industrial, and Stream water and Their Application to Electro-responsive Smart Fluid System (상수, 공업용수, 및 하천수를 활용한 균일한 실리카 나노입자 합성 및 전기감응형 스마트유체로의 응용)

  • Ha-Yeong Kim;Suk Jekal;Neunghi Lee;Minki Sa;Dong Hyun Kim;Min Sang Kim;Jiwon Kim;Chang-Min Yoon
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.31 no.1
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    • pp.47-56
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    • 2023
  • This study describes the successful synthesize strategy for the silica nanoparticles utilizing various water sources, including tap, industrial, and stream waters without using deionized water. Also, as-synthesized silica nanoparticles are employed as dispersive materials for the electro-responsive smart fluid application. Specifically, homogeneous silica nanoparticles with sizes of 500-700nm are successfully prepared in large scale at once (ca. 12.0 g) with the described experimental method and showing similar structural and chemical characteristics with silica nanoparticles synthesized using the deionized water. The size of silica nanoparticles are varied according to the ion conductivity differences of tap, industrial, stream water, and deionized water. The size of silica nanoparticles decresed with the increased ion conductivity, indicating the ion suppression of growth of silica nanoparticles. Moreover, as-synthesized silica nanoparticles from various water sources of electro-responsive characteristic are investigated by the smart fluid application. The smart fluids containing silica nanoparticles synthesized by tap, industrial, and stream water exhibited higher shear stress compared to the deionized water, owing to the more rigid fibril-like structures formed by the smaller silica nanoparticles. Conclusively, uniform silica nanoparticles from various water sources without any purification are able to successfully prepared without usage of deionized water and resulting silica nanoparticles manifested higher electro-responsive performance.

Tailoring of the Chemical Resistance of Chrome Yellow Particles by Silica Coating (안료의 내약품성 향상을 위한 황연입자의 실리카 피복에 관한 연구)

  • Lee, Seewoo;Kim, Seongsoo;Kim, Dong-Uk;Wang, Lin;Choi, Heekyu
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.19 no.3
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    • pp.310-315
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    • 2008
  • Herein, we synthesized silica-coated chrome yellow particles having improved chemical resistance. The intermediate with a good dispersion stability was prepared and the chemical resistance of the final product was investigated. The effects of pH and temperature, as the main parameters influencing the formation of particles, the reduced particle size by homogenizer on the silica coating were investigated. The change in the particle morphology by temperature and pH was also studied. As the results, small and monodisperse particles were achieved at low pH and high temperature. Good silica coating was obtained when used reduced size of the particles by homogenizer. Furthermore, the sufficient silica coating by microencapsulation was obtained at 9~10 pH and the temperature above $90^{\circ}C$.