탄소 동소체의 젖음성 개질 및 이를 이용하여 젖음성 개질 된 탄소 동소체
METHOD FOR WETTABILITY MODIFICATION OF CARBON ALLOTROPES AND WETTABILITY-MODIFIED CARBON ALLOTROPES THEREOF
특허 요약
본 발명은 탄소 동소체를 준비하는 단계; 친수성 라디칼 또는 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매를 준비하는 단계; 상기 용매에 상기 탄소 동소체를 접촉시키는 단계; 상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계; 및 상기 용매에 공급된 에너지를 통해 용매의 친수성 라디칼 또는 소수성 라디칼을 생성하여, 생성된 라디칼이 탄소 동소체 말단에 결합되는 단계;를 포함하는 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
36

탄소 동소체 말단에 아미노기가 결합된 것을 특징으로 하는, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

1

탄소 동소체를 준비하는 단계;친수성 라디칼 또는 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매를 준비하는 단계;상기 용매에 상기 탄소 동소체를 접촉시키는 단계;상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계; 및상기 용매에 공급된 에너지를 통해 용매의 친수성 라디칼 또는 소수성 라디칼을 생성하여, 생성된 라디칼이 탄소 동소체 말단에 결합되는 단계;를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

2

제1항에 있어서,상기 탄소 동소체는 SP2 혼성 결합된 탄소로 이루어진 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

3

제1항에 있어서,상기 탄소 동소체를 준비하는 단계는 다공성 폼에 탄소 동소체를 코팅하는 단계 및 상기 다공성 폼에 코팅된 탄소 동소체를 건조하는 단계;를 포함하는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

4

제1항에 있어서,상기 에너지 공급원은 마이크로파, 전기장 및 플라즈마로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 공급원인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

5

제1항에 있어서,상기 친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 극성 라디칼을 생성할 수 있는 용매를 포함하는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

6

제1항에 있어서,상기 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 비극성 라디칼을 생성할 수 있는 용매를 포함하는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

7

제1항에 있어서,상기 친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 수산기를 지닌 용매이고, 상기 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 메틸기 또는 벤질기를 지닌 용매인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

8

제1항에 있어서,상기 친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 물, 과산화수소 또는 이들의 조합이고,상기 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 아세톤, 톨루엔 또는 이들의 조합인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

9

제1항에 있어서,상기 용매가 상기 친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매인 경우, 상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계;의 에너지 공급 시간은 수분 이하인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

10

제1항에 있어서,상기 생성된 라디칼이 탄소 동소체 말단에 결합되는 단계는 아르곤, 헬륨, 제논, 크립톤 및 네온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 불활성 기체 하에서 수행되는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

11

제1항에 있어서,상기 용매가 상기 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매인 경우, 상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계;의 에너지 공급 시간은 수분 이하인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

35

제34항에 있어서, 수접촉각(WCA)가 50°이하인 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

12

제1항에 있어서,상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계는, 에너지 공급 시간에 따라 수접촉각(WCA) 정도를 조절할 수 있는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

13

제3항에 있어서,상기 다공성 폼은 멜라민폼, 폴리우레탄 폼, 니켈폼, 수세미 및 천연 폼으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다공성 폼을 포함하는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

14

제1항에 있어서,상기 탄소 동소체는 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노 섬유, 그래핀 옥사이드 및 이차원 그래핀 중 선택되는 1 이상인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

15

제1항에 있어서,상기 소수성 라디칼이 상기 탄소 동소체 말단에 결합 시 수접촉각(WCA)은 110°이상인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

16

제1항에 있어서,상기 친수성 라디칼이 탄소 동소체 말단에 결합 시 수접촉각(WCA)은 50°이하인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

17

탄소 동소체를 준비하는 단계;친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매를 준비하는 단계;상기 용매에 상기 탄소 동소체를 접촉시키는 단계;상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계; 및상기 용매에 공급된 에너지를 통해 용매 내 친수성 라디칼을 생성하는 단계; 및 상기 친수성 라디칼이 상기 탄소 동소체 말단에 결합되어 친수성기로 개질 된 탄소 동소체를 수득하는 단계;를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

18

제17항에 있어서,상기 용매에 공급된 에너지를 통해 용매 내 친수성 라디칼을 생성하는 단계는,상기 용매에 공급된 에너지를 통해 용매 내 아미노 라디칼을 생성하는 단계; 및 상기 아미노 라디칼이 상기 탄소 동소체 말단에 결합되어 아미노기로 개질 된 탄소 동소체를 수득하는 단계;를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

19

제18항에 있어서,상기 개질 된 탄소 동소체 내 아미노기의 함량은 탄소 동소체 전체를 기준으로 1 내지 7wt%인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

20

제17항에 있어서,상기 에너지를 공급하는 단계의 에너지 공급 시간은 수분 이하인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

21

제18항에 있어서,상기 아미노 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 수산기를 지닌 제1용매; 및 아미노기를 지닌 제2용매;를 포함하는 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

22

제21항에 있어서,상기 제1용매는 과산화수소 또는 물이고,상기 제2용매는 요소 또는 멜라민인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

23

제18항에 있어서,상기 아미노 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매는 과산화수소 및 요소인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

24

제23항에 있어서,상기 과산화수소 및 요소는 1:1 내지 1:4 비율로 혼합된 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

25

제17항에 있어서,상기 탄소 동소체는 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노 섬유, 그래핀 또는 그래핀옥사이드를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

26

친수성 치환기가 탄소 동소체 말단에 위치하여 친수성을 나타내는 탄소 동소체를 소수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매에 접촉시키는 단계;상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계; 및상기 용매에 공급된 에너지를 통해 친수성을 나타내는 탄소 동소체가 소수성을 나타내는 탄소 동소체로 전환되는 단계;를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

27

제25항에 있어서, 상기 친수성을 나타내는 탄소 동소체가 소수성을 나타내는 탄소 동소체로 전환되는 단계의 에너지 공급 시간은 수분 이하인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

28

제25항에 있어서,상기 에너지 공급원은 마이크로파, 전기장 및 플라즈마로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 공급원인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

29

소수성 치환기가 탄소 동소체 말단에 위치하여 소수성을 나타내는 탄소 동소체를 친수성 라디칼 생성을 유도할 수 있는 용매에 접촉시키는 단계;상기 용매에 에너지 공급원을 사용하여 에너지를 공급하는 단계; 및상기 용매에 공급된 에너지를 통해 소수성을 나타내는 탄소 동소체가 친수성을 나타내는 탄소 동소체로 전환되는 단계;를 포함하는, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

30

제29항에 있어서,상기 소수성을 나타내는 탄소 동소체가 친수성을 나타내는 탄소 동소체로 전환되는 단계의 에너지 공급 시간은 수분 이하인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

31

제29항에 있어서,상기 에너지 공급원은 마이크로파, 전기장 및 플라즈마로부터 선택되는 적어도 하나의 에너지 공급원인 것인, 탄소 동소체의 젖음성 개질 방법.

32

소수성 치환기가 탄소 동소체 말단에 위치하여 소수성을 나타내는, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

33

제32항에 있어서, 수접촉각(WCA)이 110°이상인 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

34

친수성 치환기가 탄소 동소체 말단에 위치하여 친수성을 나타내는, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

37

제36항에 있어서,상기 개질 된 탄소 동소체의 FT-IR 스펙트럼에서 1120cm-1 및 3400cm-1 파장 대역의 흡수 영역을 포함하는 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

38

제36항에 있어서,상기 개질 된 탄소 동소체 입자의 크기는 50 내지 200nm인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

39

제36항에 있어서,상기 개질 된 탄소 동소체의 수접촉각(WCA)은 50°이하인 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

40

제36항에 있어서,상기 탄소 동소체는 SP2 혼성 결합된 탄소로 이루어진 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.

41

제36항에 있어서,상기 탄소 동소체는 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 그래핀옥사이드 및 이차원 그래핀 중 선택되는 1 이상인 것인, 젖음성 개질 된 탄소 동소체.