광학 습도 센서를 위한 친환경 페로브스카이트 나노입자, 그 합성 방법 및 이를 이용하여 제작된 광학 습도 센서
Perovskite nanoparticle for optical humidity sensor, the synthesis method thereof and optical humidity sensor manufactured using the same
특허 요약
본 발명의 일 실시예는 고분자 필름 층; 및 상기 고분자 필름 층의 상부에 적층된 페로브스카이트 결정 구조로서 A 2 CuD 4 나노입자인 페로브스카이트 나노입자로 이루어지는 페로브스카이트 나노입자 층을 포함하고, 상기 A는 알킬암모늄(alkylammonium)이고, 상기 D는 할로겐 원소로 구성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자, 그 합성 방법 및 이를 이용하여 제작된 광학 습도 센서를 제공한다.
청구항
번호청구항
1

페로브스카이트 결정 구조로서 AxCuyDz의 조합을 이루고, 상기 A는 알킬암모늄(alkylammonium)이고, 상기 D는 할로겐 원소이며, 상기 x는 2, 상기 y는 1 및 상기 z는 4인 화학양론비(stoichiometry ratio)를 가지며,상대 습도 7%에서 불투명 색을 가지며, 상대 습도 98%에서 투명색을 가질 때까지 선형적이며 가역적으로 변하는 색상 및 흡광도를 가지고,상대 습도 7% 내지 98% 범위에서 흡광도가 0.45에서 1.0까지 선형적이며 가역적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자.

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제1항에 있어서, 상기 알킬암모늄은,메틸암모늄(methylammonium, MA), 포름아미디늄(formamidinium, FA), 및 과니디늄(guanidinium, GA)로 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자.

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페로브스카이트 구조를 가지는 A2CuD4 나노입자 합성을 위하여 몰비로 AD와 Cu2D2 가 2:1로 혼합되는 AD과 CuD2 혼합물을 준비하는 단계;상기 AD과 CuD2 혼합물을 반응 용매에 용융시켜 AD와 CuD2가 합성되어 생성된 A2CuD4 나노입자가 용융된 A2CuD4 나노입자 혼합 용액을 제조하는 단계; 및상기 A2CuD4 나노입자 혼합 용액을 침전 용매에 주입하여 상기 A2CuD4 나노입자를 침전시켜 얻는 침전 단계를 포함하고,상기 A는 알킬암모늄(alkylammonium)이고, 상기 D는 할로겐원소이되,상기 페로브스카이트 구조를 가지는 A2CuD4 나노입자는 상대 습도 7%에서 불투명 색을 가지며, 상대 습도 98%에서 투명색을 가질 때까지 선형적이며 가역적으로 변하는 색상 및 흡광도를 가지고,상대 습도 7% 내지 98% 범위에서 흡광도가 0.45에서 1.0까지 선형적이며 가역적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자 합성 방법.

6

제5항에 있어서, 상기 알킬암모늄은,메틸암모늄(methylammonium, MA), 포름아미디늄(formamidinium, FA), 과니디늄(guanidinium, GA) 및 이들의 조합 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자 합성 방법.

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제5항에 있어서,상기 A2CuD4 나노입자 혼합 용액을 제조하는 단계에서 상기 반응 용매는,디메틸포름아미드(Dimethylfomamide, DMF), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 감마부티로락톤(γ-butyrolactone, GBL) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자 합성 방법.

8

제5항에 있어서, 상기 침전 단계애서,상기 침전 용매는, 클로로포름(Chloroform), 클로로벤젠(Chlorobenzene), 톨루엔(Toluene) 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 나노입자 합성 방법.

9

고분자 필름 층; 및상기 고분자 필름 층의 상부에 적층된 페로브스카이트 결정 구조로서 A2CuD4 나노입자인 페로브스카이트 나노입자로 이루어지는 페로브스카이트 나노입자 층을 포함하여 구성되고,상기 A는 알킬암모늄(alkylammonium)이고, 상기 D는 할로겐원소이되,상기 페로브스카이트 나노입자 층은, 상대 습도 7%에서 불투명 색을 가지며, 상대 습도 98%에서 투명색을 가질 때까지 선형적이며 가역적으로 변하는 색상 및 흡광도를 가지고,상대 습도 7% 내지 98% 범위에서 흡광도가 0.45에서 1.0까지 선형적이며 가역적으로 변화되는 페로브스카이트 나노입자인 것을 특징으로 하는 광학 습도 센서.

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제9항에 있어서, 상기 알킬암모늄은,메틸암모늄(methylammonium, MA), 포름아미디늄(formamidinium, FA), 및 과니디늄(guanidinium, GA)로 이루어지는 그룹에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 광학 습도 센서.

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제9항에 있어서, 상기 고분자 필름 층을 형성하는 고분자 소재는,PMMA(Polymethyl methacrylate),PP, ABS, PA, PET, PC, PE, PVC 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 광학 습도 센서.

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