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은 나노입자의 제조공정

전문가 제언: ○ 은 나노입자의 제조방법은 기상법과 액상법으로 구분할 수 있다. 기상법은 가스 중에서의 증착법으로 헤리움과 같은 불활성 가스분위기에서 약 0.5 torr정도의 낮은 압력으로 은을 증발시키는 방법이다. 이 방법으로 얻은 은 입자의 크기는 약 10㎚이하이다. 한편 액상법은 수용액 상에서 은 이온을 환원제로 환원하여 은 입자를 석출시키고 이를 다시 고분자량의 분산제인 유기용매에 이동시켜 은 나노입자를 얻거나, 수용액 중에서 할로겐화은을 환원제(수소화붕산소다, 수소화붕산암모늄 등)를 고분자의 보호제가 존재하는 곳에서 환원하는 방법 등이 알려져 있다.

○ 상기한 기상법은 특별한 장치 등이 필요하여 대량생산은 불가능하다. 액상법은 대량생산은 가능하나 액 중에서 응집성이 높아 분산성이 좋은 은 나노입자 분말을 얻는 데에는 문제가 있다. 일반적으로 분산제를 사용하는 경우가 많으나 수용액 중의 금속이온 농도가 약 0.01몰 이하로 극히 낮은 것이 보통이다.

○ 본 발명의 주 청구항은 에탄올에 계면활성제를 용해시킨 1차 용액, 수용액에 은 전구체(예:질산은 등)를 용해시킨 2차 용액을 제조하고 다음 1차 용액에 2차 용액을 혼합하여 3차 용액을 제조, 여기에 환원제 용액을 서서히 첨가하여 은 나노입자를 생성하는 방법이다. 이 방법은 은 농도를 고농도(1∼2몰)로 생산이 가능하여 상업적인 대량생산이 가능한 장점이 있다.

○ 그러나 생성된 은 나노입자의 크기가 약 1∼1000㎚범위로 입자분포의 폭이 너무 넓고 계면활성제로 사용되는 2-에틸헥실설포석시네이트소다(sodium bis-2-ethyl-hexyl sulfosuccinate, C20H37NaO7S)에 황(S)성분이 함유되어 있어 배선이나 전자부품을 부식시킬 우려가 있으므로 미세회로 패턴 형성용 은 나노입자(약 30㎚)로 사용하기에는 부적합할 것으로 생각된다. 따라서 고부가가치의 용도에 적합한 은 나노입자의 대량생산을 위해서는 황성분이 없는 계면활성제 또는 고분자 보호제를 사용하는 제조방법에 관한 연구가 필요하다.

저자: Tata Chemical Limited
자료유형: 특허정보