KR20150101743A - Silver-deposited Hollow Mesoporous Silica Nanospheres and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hollow mesoporous silica particle attached with a silver particle and a manufacturing method thereof and, more specifically, to a hollow mesoporous silica particle attached with a silver particle, which is evenly attached with silver on the surface and has a hollow structure and the uniform size, and to a manufacturing method thereof.

Description

은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자 및 이의 제조방법{Silver-deposited Hollow Mesoporous Silica Nanospheres and method for preparing the same}Silver-deposited Hollow Mesoporous Silica Nanospheres and Methods for Preparing the Same "

본 발명은 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면에 은이 고르게 부착되어 있고, 크기가 균일하며 중공 구조를 갖는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow mesoporous silica particle with silver particles and a method for producing the hollow mesoporous silica particle. More particularly, the present invention relates to a hollow mesoporous silica particle having silver particles uniformly attached on its surface, Porous silica particles and a method for producing the same.

다공성 실리카에는 구조 내에 무질서한 기공들을 갖는 실리카 제로젤과 매우 균일한 기공 크기 및 배열을 갖는 메조포러스 실리카 등이 있다. 그 중에서도 메조포러스 실리카 나노입자는 90년대 초, 모빌사에서 액정 템플릿(liquid crystal template)를 사용하여 구조 내에 일정한 기공의 배열을 갖는 MCM-41(Mobile Composition of Matter-41)이라는 메조포러스 실리카를 최초로 합성한 이래 균일한 세공 크기, 높은 비 표면적, 큰 기공 부피 등으로 인하여, 촉매, 전기 및 광학 응용분야에 대한 많은 연구가 진행되었고, 의용재료 등의 분야에 새로운 나노소재로서의 활용가능성이 주목되고 있다.Porous silica includes silica gel with disordered pores in the structure and mesoporous silica with highly uniform pore size and arrangement. Among them, mesoporous silica nanoparticles were first prepared in the early 90s by using a liquid crystal template in a mobile company, and firstly made a mesoporous silica called MCM-41 (Mobile Composition of Matter-41) Due to the uniform pore size, high specific surface area and large pore volume since the synthesis, many studies have been made on the catalyst, electric and optical application fields, and attention has been paid to the possibility of being used as a new nano material in fields of medical materials .

한편, 폴리스티렌 나노입자와 계면활성제를 구조 유도 물질로 사용하여 폴리스티렌 코어/실리카 쉘 구조의 나노입자를 제조하고 고온에서 하소하여 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 제조하는 기술이 공개된 바 있다(대한민국 공개특허공보 제10-2013-0084871호). On the other hand, there has been disclosed a technique for preparing nanoparticles of polystyrene core / silica shell structure using polystyrene nanoparticles and a surfactant as a structure inducing substance and calcining the nanoparticles at a high temperature to produce hollow mesoporous silica nanoparticles Patent Publication No. 10-2013-0084871).

또한, 이러한 나노입자는 그 자체로 사용될 수도 있지만 표면을 개질시켜 그 쓰임새를 다양하게 확장시킬 수 있다. 나노입자의 표면은 쓰임에 따라 아민기, 싸이올기 등 다양한 작용기로 개질될 수 있으며 이 작용기를 다른 화합물과 반응시켜 새로운 성질을 갖는 나노입자를 제조할 수 있다.In addition, these nanoparticles can be used as such, but the surface can be modified to broaden its use in various ways. The surface of the nanoparticles can be modified with various functional groups such as an amine group and a thiol group depending on their use, and the functional groups can be reacted with other compounds to produce nanoparticles having novel properties.

한편, 은(Silver)은 오래 전부터 거의 대부분의 병원균에 대하여 항균력을 가지는 것으로 입증되었다. 이러한 은에 나노기술을 적용하여 나노크기의 은을 제조하게 되면 넓어진 표면적으로 인하여 더욱 강력한 항균 및 살균 능력을 가지게 된다. 이러한 은 나노입자는 강력한 항균능력을 가지지만 인체에는 무해하기 때문에 각종 제품에 응용이 가능하다.Silver, on the other hand, has long been proven to have antibacterial activity against most pathogens. By applying nanotechnology to such silver, nano-sized silver is produced, which results in a stronger antibacterial and antimicrobial capacity due to the wider surface area. These silver nanoparticles have strong antibacterial ability, but they are harmless to the human body, so they can be applied to various products.

따라서, 본 발명에서는 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 표면을 싸이올기로 개질, 은 전구체와 반응시켜 은이 부착되게 하여 항균특성을 가진 나노입자를 제조하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, in the present invention, the surface of the hollow mesoporous silica nanoparticles is modified with a thiol group, and silver is allowed to react with the silver precursor to produce nanoparticles having antibacterial properties.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0084871호Korean Patent Publication No. 10-2013-0084871

본 발명은 표면에 은이 고르게 부착되어 있고 크기가 균일하며 중공 구조를 갖는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosed is a hollow mesoporous silica particle to which silver particles are attached uniformly on the surface, uniform in size, and has a hollow structure, and a method for producing the same.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법에 있어서, 폴리스티렌과 계면활성제를 용매에 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계; 상기 분산용액에 실리카 전구체를 첨가하고 교반하여 계면활성제가 형성하는 마이셀(Micelle)에 의하여 포어(Pore)를 가지는 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자를 제조하는 단계; 상기 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자에서 폴리스티렌 코어를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계; 상기 중공형 메조포러스 실리카 입자와 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란을 반응시켜 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계; 및 상기 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자와 은 전구체를 반응시켜 실리카 쉘 표면에 은 입자를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for producing hollow mesoporous silica particles with silver particles, comprising the steps of: dispersing polystyrene and a surfactant in a solvent to prepare a dispersion solution; Adding a silica precursor to the dispersion solution and stirring to prepare a core-shell structure mesoporous silica particle having a pore by Micelle formed by the surfactant; Removing the polystyrene core from the core-shell structure mesoporous silica particles to form hollow mesoporous silica particles; Reacting the hollow mesoporous silica particles with a silane containing a thiol group to form a hollow mesoporous silica particle modified with a thiol group; And a step of reacting the hollow mesoporous silica particles modified with the thiol group and a silver precursor to attach silver particles to the surface of the silica shell. The hollow mesoporous silica particles .

이때, 상기 계면활성제는 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드(hexadecyltrimethylammonium bromide, CTAB)인 것이 바람직하다.At this time, the surfactant is preferably hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB).

또, 상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르소 실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS)인 것이 바람직하다.In addition, the silica precursor is preferably tetraethylorthosilicate (TEOS).

또한, 상기 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란은 3-머캡토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)인 것이 바람직하다.In addition, the silane containing the thiol group is preferably 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.

또한, 상기 은 전구체는 실버 퍼클로레이트(silver perchlorate)인 것이 바람직하다.In addition, the silver precursor is preferably silver perchlorate.

아울러, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되고, 입자크기가 20nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 제공한다.In addition, the present invention provides hollow mesoporous silica particles with silver particles, which are produced by the above-described method and have a particle size of 20 nm to 100 μm.

본 발명에 따른 제조방법은 표면에 1~2nm 크기의 은이 고르게 부착되어 있고, 크기가 균일하며 중공 구조를 갖는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 제조할 수 있다.The manufacturing method according to the present invention can produce hollow mesoporous silica particles with silver particles uniformly attached to the surface and having silver particles of 1 to 2 nm in size and having a hollow structure.

이러한 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는 실리카의 메조포어와 중공형 구조를 가짐으로써, 이를 이용하여 약(Drug)이나 염료(Dye) 등 여러 물질의 담체로 활용될 수 있다.These hollow silver mesoporous silica particles with silver particles have a mesopore and hollow structure of silica and can be utilized as a carrier for various substances such as a drug or a dye by using this mesoporous silica.

또한, 본 발명에 따른 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는 표면에 부착된 은의 항균특성으로 인하여 항균제품에 유용하게 적용될 수 있다.In addition, the hollow mesoporous silica particles with silver particles according to the present invention can be usefully applied to antibacterial products due to their antibacterial properties.

도 1은 실시예 1에서 제조된 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실라카 입자의 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM) 사진이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 XPS(광전자분광기, X-ray Photoelectron Spectroscopy) 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 항균특성 실험 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of hollow mesoporous silica particles with silver particles prepared in Example 1. FIG.
2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of hollow mesoporous silica particles with silver particles prepared in Example 1. FIG.
3 is a graph showing XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) results of hollow mesoporous silica particles with silver particles prepared in Example 1. FIG.
FIG. 4 is a graph showing the results of the antibacterial property test of hollow mesoporous silica particles with silver particles prepared in Example 1. FIG.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는, 폴리스티렌과 계면활성제를 용매에 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계; 상기 분산용액에 실리카 전구체를 첨가하고 교반하여 계면활성제가 형성하는 마이셀(Micelle)에 의하여 포어(Pore)를 가지는 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자를 제조하는 단계; 상기 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자에서 폴리스티렌 코어를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계; 상기 중공형 메조포러스 실리카 입자와 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란을 반응시켜 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계; 및 상기 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자와 은 전구체를 반응시켜 실리카 쉘 표면에 은 입자를 부착하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된다.The hollow mesoporous silica particles with silver particles of the present invention can be obtained by dispersing polystyrene and a surfactant in a solvent to prepare a dispersion solution; Adding a silica precursor to the dispersion solution and stirring to prepare a core-shell structure mesoporous silica particle having a pore by Micelle formed by the surfactant; Removing the polystyrene core from the core-shell structure mesoporous silica particles to form hollow mesoporous silica particles; Reacting the hollow mesoporous silica particles with a silane containing a thiol group to form a hollow mesoporous silica particle modified with a thiol group; And a step of reacting the hollow mesoporous silica particles modified with the thiol group with a silver precursor to attach silver particles to the silica shell surface.

먼저, 폴리스티렌과 계면활성제를 용매에 분산시켜 분산용액을 제조한다(이하, 'S100 단계').First, polystyrene and a surfactant are dispersed in a solvent to prepare a dispersion solution (hereinafter referred to as step S100).

주형 물질로 사용할 폴리스티렌과 기공 구조를 이룰 계면활성제를 용매에 용해시킴으로써, 전체적으로 균일하게 분산시킨다. 상기 용매의 예로는 물, 알코올(예를 들어, 에탄올, 메탄올 등) 또는 이들의 혼합 용매를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Polystyrene to be used as a template material and a surfactant having a pore structure are dissolved in a solvent to uniformly disperse the particles as a whole. Examples of the solvent include, but are not limited to, water, an alcohol (for example, ethanol, methanol, etc.), or a mixed solvent thereof.

이러한 용매의 함량은 폴리스티렌과 계면활성제를 용이하게 용해시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않는다.The content of such a solvent is not particularly limited as long as it can easily dissolve polystyrene and a surfactant.

또한, 본 발명에서 사용 가능한 계면활성제의 비제한적인 예를 들면, 할로겐화 알킬트리메틸암모늄인 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드, 옥타데실트리메틸암모늄 브로마이드, 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드, 도데실트리메틸암모늄 브로마이드, 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드 등이 있으나, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드를 사용하는 것이 바람직하다.Further, non-limiting examples of the surfactant usable in the present invention include hexadecyltrimethylammonium bromide, alkyltrimethylammonium halide, octadecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide, Chloride, and the like, but hexadecyltrimethylammonium bromide is preferably used.

이후, 상기 S100 단계에서 제조된 분산용액에 실리카 전구체를 첨가한 후, 상온에서 반응시켜 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자를 형성한다(이하, 'S200 단계'). Thereafter, a silica precursor is added to the dispersion solution prepared in the step S100, and the mixture is reacted at a room temperature to form mesoporous silica particles having a core-shell structure (hereinafter referred to as step S200).

상기 S200 단계에서는 계면활성제가 형성하는 마이셀(Micelle)에 의하여 포어(Pore)를 가지는 폴리스티렌 코어-실리카 쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자가 형성되며, 반응 용액을 여러 번 원심분리한 후, 동결건조하면 고운 가루 형태의 나노입자를 수득할 수 있다.In step S200, a mesoporous silica particle having a polystyrene core-silica shell structure having pores is formed by Micelle formed by a surfactant. The reaction solution is centrifuged several times and then lyophilized to obtain a fine Powdery nanoparticles can be obtained.

이때, 상기 실리카 전구체는 실리카를 공급할 수 있는 화합물이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 테트라에틸 오르소실리케이트, 테트라메틸 오르소실리케이트, 테트라프로필 오르소실리케이트, 테트라부틸 오르소실리케이트 등이 있으나, 테트라에틸 오르소실리케이트를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, the silica precursor is not particularly limited as long as it is a compound capable of supplying silica, and examples thereof include tetraethyl orthosilicate, tetramethyl orthosilicate, tetrapropyl orthosilicate, tetrabutyl orthosilicate and the like, It is preferable to use orthosilicate.

그런 다음, 상기 S200 단계에서 형성된 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자에서 폴리스티렌 코어를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성한다(이하, 'S300 단계').Then, the polystyrene core is removed from the core-shell structure mesoporous silica particles formed in step S200 to form hollow mesoporous silica particles (step S300).

상기 S300단계에서는 상기 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자를 고온에서 하소하여 코어를 이루던 폴리스티렌과 기공을 이루던 계면활성제를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 입자를 얻을 수 있다.In step S300, the mesoporous silica particles having the core-shell structure are calcined at a high temperature to remove the surfactant that forms the core and polystyrene, thereby obtaining hollow mesoporous silica particles.

이때, 450~550℃의 온도 범위 내에서 2~3시간 하소하면 보다 효율적으로 수분할 수 있을 뿐 아니라, 폴리스티렌, 계면활성제 및 잔류하는 불순물을 제거할 수 있다.In this case, calcination for 2 to 3 hours in the temperature range of 450 to 550 ° C can not only polydisperse more efficiently but also polystyrene, surfactant and remaining impurities can be removed.

이후, 상기 중공형 메조포러스 실리카 입자와 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란을 반응시켜 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성한다(이하, 'S400 단계').Thereafter, the hollow mesoporous silica particles are reacted with a silane containing a thiol group to form a hollow mesoporous silica particle modified with a thiol group (hereinafter, step S400).

이때, 상기 싸이올기를 포함하는 실란은 싸이올기(-SH)를 공급할 수 있는 화합물로, 본 발명에서는 3-머캡토프로필트리메톡시실란을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the silane containing the thiol group is a compound capable of supplying a thiol group (-SH). In the present invention, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일례에 따르면, 상기 S400 단계에서는 중공형 메조포러스 실리카 입자를 에탄올에 분산시키고, 3-머캡토프로필트리메톡시실란을 첨가하여 2일 동안 반응시키면, 표면이 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step S400, when hollow mesoporous silica particles are dispersed in ethanol and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is added and reacted for 2 days, a surface of the hollow mesoporous silica particles Mesoporous silica particles can be formed.

이후, 상기 표면이 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자와 은 전구체를 반응시켜 실리카 쉘 표면에 은 입자를 부착하여 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 제조한다(이하, 'S500 단계').Thereafter, hollow mesoporous silica particles having the surface modified with a thiol group are reacted with a silver precursor to attach silver particles to the silica shell surface to prepare hollow mesoporous silica particles with silver particles attached thereto (hereinafter referred to as' S500 step').

보다 구체적으로 설명하면, 상기 표면이 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 에탄올에 분산시킨 후, 은 전구체인 실버 퍼클로레이트(silver perchlorate)를 첨가하고 1일 동안 반응시키면 표면에 은이 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 얻을 수 있다.More specifically, after the hollow mesoporous silica particles whose surface has been modified with a thiol group are dispersed in ethanol, silver perchlorate, which is a silver precursor, is added and reacted for 1 day, Type mesoporous silica particles can be obtained.

이때, 본 발명에서는 상기 은 전구체로 실버 퍼클로레이트를 사용하였으나, 은을 공급할 수 있는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다.At this time, silver perchlorate is used as the silver precursor in the present invention, but it is not particularly limited as long as it is a compound capable of supplying silver.

상기와 같이 제조된 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는 도 1에 도시된 바와 같이, 메조포러스 기공을 가진 실리카 벽으로 이루어져 있고, 중공의 형태르 지니며 그 표면에는 은이 부착되어 있다.The hollow mesoporous silica particles with the silver particles prepared as described above are composed of a silica wall having mesoporous pores, as shown in FIG. 1, and have a hollow shape, and silver is adhered to the surface thereof.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는 표면이 은으로 뒤덮여 있으며, 크기가 매우 균일함을 알 수 있다.Further, as shown in FIG. 2, the hollow mesoporous silica particles with the silver particles of the present invention are covered with silver and have a very uniform size.

상기 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자는 주형 물질로 사용하는 폴리스티렌 입자의 크기에 따라 그 직경을 다양하게 변경할 수 있으며, 20nm 내지 100㎛로 얻을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The diameter of the hollow mesoporous silica particle to which the silver particles are attached can be varied in various ways depending on the size of polystyrene particles used as a template material, and is not limited to 20 nm to 100 μm.

또한, 본 발명에 따른 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 실리카 쉘은 메조기공을 포함하고 있고, 안정하며 독성이 없는 실리카로 이루어져 있기 때문에, 약(Drug)이나 염료(Dye) 등 다양한 물질의 담체로써 이용 가능하다. 아울러, 표면에 부착된 은이 항균특성을 가지므로 이를 이용하여 항균제품으로도 유용하게 적용될 수 있다.
In addition, since the silica shell of the hollow mesoporous silica particles with silver particles according to the present invention contains mesopores and is made of silica which is stable and has no toxicity, It is available as a carrier of matter. In addition, since silver attached to the surface has antibacterial properties, it can be usefully used as an antibacterial product.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. However, the following examples and experimental examples are provided for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1][Example 1]

<단계 1> 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자의 제조<Step 1> Preparation of mesoporous silica particles having a core-shell structure

주형 물질로 사용할 폴리스티렌과 기공 구조를 이룰 계면활성제인 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드를 플라스크에 넣고, 증류수와 에탄올(ethanol)에 충분히 분산시킨 후, 실리카 전구체인 테트라에틸 오르소실리케이트를 넣고 상온에서 72시간 동안 교반하며 반응시켰다. 이후, 반응용액을 여러 번 원심분리한 후, 동결건조하여 고운 가루 형태의 메조포러스 실리카 나노입자를 제조하였다.Polystyrene to be used as a template material and hexadecyltrimethylammonium bromide as a surfactant to form a pore structure were put into a flask, sufficiently dispersed in distilled water and ethanol, tetraethylorthosilicate as a silica precursor was added, and the mixture was stirred at room temperature for 72 hours And reacted with stirring. Thereafter, the reaction solution was centrifuged several times and then lyophilized to prepare fine powdery mesoporous silica nanoparticles.

<단계 2> 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조<Step 2> Preparation of hollow mesoporous silica particles modified with thiol groups

단계 1에서 제조된 메조포러스 실리카 나노입자를 고온에서 하소하여 코어를 이루던 폴리스티렌과 기공을 이루던 계면활성제를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 형성하였다. 이후, 상기 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 에탄올에 분산시키고, 3-머캡토프로필트리메톡시실란을 첨가하여 이틀간 반응시켜 표면이 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 수득하였다.The mesoporous silica nanoparticles prepared in step 1 were calcined at a high temperature to remove the polystyrene core and the pore-forming surfactant to form hollow mesoporous silica nanoparticles. Thereafter, the hollow mesoporous silica nanoparticles were dispersed in ethanol, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was added thereto, followed by reaction for two days to obtain hollow mesoporous silica nanoparticles whose surface was modified with a thiol group.

<단계 3> 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조<Step 3> is a step for preparing hollow mesoporous silica particles with particle attachment

단계 2에서 수득한 표면이 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 에탄올에 분산시킨 후, 실버 퍼클로레이트를 첨가하여 1일 동안 반응시켜 표면에 은이 부착된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자를 수득하였다.The hollow mesoporous silica nanoparticles modified with the thiol groups on the surface obtained in the step 2 were dispersed in ethanol and then silver perchlorate was added thereto for 1 day to obtain hollow silver mesoporous silica nanoparticles Respectively.

상기에서 얻은 은이 부착된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 투과전자현미경 사진 및 주사전자현미경 사진을 각각 도 1 및 2에 나타내었다. 도 1에서 중공형 메조포러스 실리카 나노입자는 메조포러스 기공을 가진 실리카 벽으로 이루어져 있고, 중공의 형태를 지니며, 그 표면에는 은이 부착되어 있고, 직경이 약 100nm임을 알 수 있었다.Transmission electron microscopic and scanning electron microscopic photographs of the silver-attached hollow mesoporous silica nanoparticles obtained above are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In FIG. 1, the hollow mesoporous silica nanoparticles are composed of a silica wall having mesoporous pores, and have a hollow shape. Silver is attached to the surface of the hollow mesoporous silica nanoparticles, and the diameter is about 100 nm.

또한, 도 2에서는 은이 부착된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자는 표면에 은으로 뒤덮에 있으며, 크기가 매우 균일함이 관찰되었다.Also, in FIG. 2, the silver mesoporous silica nanoparticles with silver were covered with silver on the surface, and the size was observed to be very uniform.

또, 상기에서 얻은 은이 부착된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 XPS(광전자분광기, X-ray Photoelectron Spectroscopy) Ag3d 결과를 도 3에 나타내었으며, 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 표면에 은이 결합되어 있음을 확인할 수 있다.
3 shows XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) Ag3d results of the silver-coated hollow mesoporous silica nanoparticles obtained in the above, and silver is bonded to the surface of the hollow mesoporous silica nanoparticles can confirm.

[실험예 1][Experimental Example 1]

실시예 1에서 제조된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 E.coli 균에 대한 항균성을 실험하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.The antibacterial activity of the hollow mesoporous silica nanoparticles prepared in Example 1 against E. coli was examined. The results are shown in FIG.

이때, 항생제인 amphicilin과 실시예 1에서 제조된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자의 항균력을 비교실험하였으며, amphicilin은 통상적으로 50 ㎍/mL 농도에서 사용되기 때문에 50 ㎍/mL에서 한 번 실험하였고, 중공형 메조포러스 실리카 나노입자는 농도를 다양하게 조절하며 실험하였다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 중공형 메조포러스 실리카 나노입자는 100 ㎍/mL의 농도일 때, E.coli균에 대하여 90%의 항균력을 보였다.At this time, the antibacterial activity of amphicilin, an antibiotic, and the hollow mesoporous silica nanoparticles prepared in Example 1 were compared. Since amphicilin was usually used at a concentration of 50 μg / mL, it was once tested at 50 μg / Type mesoporous silica nanoparticles were tested by varying the concentration. As can be seen from FIG. 4, the hollow mesoporous silica nanoparticles prepared in Example 1 exhibited a 90% antibacterial activity against E. coli at a concentration of 100 μg / mL.

Claims (6)

은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법에 있어서,
폴리스티렌과 계면활성제를 용매에 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계;
상기 분산용액에 실리카 전구체를 첨가하고 교반하여 계면활성제가 형성하는 마이셀(Micelle)에 의하여 포어(Pore)를 가지는 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자를 제조하는 단계;
상기 코어-쉘 구조의 메조포러스 실리카 입자에서 폴리스티렌 코어를 제거하여 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계;
상기 중공형 메조포러스 실리카 입자와 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란을 반응시켜 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자를 형성하는 단계; 및
상기 싸이올기로 개질된 중공형 메조포러스 실리카 입자와 은 전구체를 반응시켜 실리카 쉘 표면에 은 입자를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법.A method for producing hollow mesoporous silica particles with silver particles,
Dispersing polystyrene and a surfactant in a solvent to prepare a dispersion solution;
Adding a silica precursor to the dispersion solution and stirring to prepare a core-shell structure mesoporous silica particle having a pore by Micelle formed by the surfactant;
Removing the polystyrene core from the core-shell structure mesoporous silica particles to form hollow mesoporous silica particles;
Reacting the hollow mesoporous silica particles with a silane containing a thiol group to form a hollow mesoporous silica particle modified with a thiol group; And
Reacting the silver mesoporous silica particle modified with the thiol group with a silver precursor to attach silver particles to the surface of the silica shell. 제1항에 있어서,
상기 계면활성제는 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the surfactant is hexadecyltrimethylammonium bromide. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt; 제1항에 있어서,
상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르소 실리케이트인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the silica precursor is tetraethyl orthosilicate. 2. The method of claim 1, wherein the silica precursor is tetraethyl orthosilicate. 제1항에 있어서,
상기 싸이올(thiol)기를 포함하는 실란은 3-머캡토프로필트리메톡시실란인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the silane containing the thiol group is 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. 2. The method of claim 1, 제1항에 있어서,
상기 은 전구체는 실버 퍼클로레이트(silver perchlorate)인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the silver precursor is silver perchlorate. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt; 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법으로 제조되고, 입자크기가 20nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 은 입자가 부착된 중공형 메조포러스 실리카 입자.A hollow mesoporous silica particle with silver particles, produced by the production method according to any one of claims 1 to 5 and having a particle size of 20 nm to 100 μm.
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