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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 23 나노기술 개발동향 코어-쉘 나노입자 이 호 신 정 혜 순서 주 환박 종 철* 한국과학기술정보연구원, *특허청 Core-shell Nanoparticles Ho-Shin Lee , Hye-Soon Jeong, Ju-Hwan Seo, and Jong-Chul Park* Korea Institute of Science and Technology Information(KISTI), Korean Intellectual Property Office* Abstract: 나노기술의 발전에 튼튼한 기초 역할을 하고 있는 소재인 나노입자 중에서도 코어(Core)와 쉘(Shell) 의 조성, 형태, 구조 등을 선택적으로 조절함으로써 원하는 특성을 갖도록 한 코어-쉘 구조를 갖는 나노입자는, 자성에 의한 분리, 반도체 물질의 사용에 따른 형광 발광, 천연 고분자 물질의 사용에 따른 생체 적합성, 세라믹 물질의 사용에 따른 넓은 비표면적 등의 특성들 중 둘 이상의 특성을 모두 갖는 복합 기능의 나노입자를 제공할 수 있다는 장점을 갖는다. 본 고에서는 2008년 말까지의 최근 5년간 발표된 논문을 대상으로 코어-쉘 구조를 갖 는 나노입자 및 이를 제조하는 다양한 방법들에 대해 구체적인 기술적 특징들을 알아보고자 하였다. 또한, 국내에 출원된 특허들 중에서 코어-쉘 구조의 나노입자와 관련된 특허 출원들을 대상으로 하여, 출원동향 및 연구동향에 대해 분석하였다. Keywords : core/shell, nanopowders, nanoparticles, nanocomposites, information analysis, patent trends 1. 코어-쉘 구조 나노입자 개요 1) 코어-쉘 나노입자는 Figure 1의 가장 왼편 에 나타낸 바와 같이, 중심에 존재하는 코어 물질을 쉘을 형성하는 물질이 둘러싼 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조를 갖는 코어-쉘 나노입자는 2가지 이상의 물질이 단순히 혼합 되어 있는 경우나, 합금으로 존재하는 경우와 구분되며, 각각의 코어와 쉘에 어떤 특성을 갖 는 물질을 사용하는가에 따라서, 적어도 2가지 이상의 특성을 나타내는 복합 기능의 나노소 재를 제공할 수 있어, 금속-금속, 금속-세라믹, 금속-유기물, 유기물-유기물 구조를 비롯한 다 양한 조합에 의한 코어-쉘 구조의 나노입자에 대한 연구개발이 이루어지고 있으며, 코어-쉘 구조의 나노입자들은 자성, 형광 특성, 내산성, 내마모성 등의 특성들이 조합된 복합 기능으 주저자(E-mail: [email protected]) 로 인하여 다양한 분야에 대한 응용 가능성이 높은 것으로 나타나고 있다. 경우에 따라서는 Figure 1의 중간 단계와 같이, 코어-쉘 나노입 자로부터 코어에 사용된 물질만을 선택적으로 완전히 또는 부분적으로 제거할 수 있다. 이러 한 제거 과정을 통하여, Figure 1의 가장 오 른편에 나타낸 바와 같은 코어 물질이 제거 되고 쉘에 사용된 물질만으로 이루어진 중공 (hollow) 형태의 나노입자도 제조할 수 있다. 코어-쉘 구조를 갖는 나노입자들은 코어 및 쉘에 사용된 물질들의 종류에 따라 분류하거 나, 자성이나 형광, 광촉매 특성과 같은 특성 들에 따라서 분류할 수도 있고, 다르게는 응용 분야에 따라서 구분하여 볼 수도 있다. 본 고 에서는 보다 세부적인 분류가 가능한 첫 번째 방법에 의하여 코어-쉘 구조의 나노입자들을 분류하고자 하였고, Table 1에서는 코어와 쉘 에 사용된 물질들을 금속, 세라믹, 유기물, 칼

화학공학소재연구정보센터(CHERIC) - 나노기술 개발동향 · 2014-08-14 · KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 23 나노기술 개발동향 코어-쉘 나노입자 이

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 23

나노기술 개발동향

코어-쉘 나노입자

이 호 신†⋅정 혜 순⋅서 주 환⋅박 종 철*

한국과학기술정보연구원, *특허청

Core-shell Nanoparticles

Ho-Shin Lee†, Hye-Soon Jeong, Ju-Hwan Seo, and Jong-Chul Park*

Korea Institute of Science and Technology Information(KISTI), Korean Intellectual Property Office*

Abstract: 나노기술의 발 에 튼튼한 기 역할을 하고 있는 소재인 나노입자 에서도 코어(Core)와 쉘(Shell)

의 조성, 형태, 구조 등을 선택 으로 조 함으로써 원하는 특성을 갖도록 한 코어-쉘 구조를 갖는 나노입자는,

자성에 의한 분리, 반도체 물질의 사용에 따른 형 발 , 천연 고분자 물질의 사용에 따른 생체 합성, 세라믹

물질의 사용에 따른 넓은 비표면 등의 특성들 둘 이상의 특성을 모두 갖는 복합 기능의 나노입자를 제공할

수 있다는 장 을 갖는다. 본 고에서는 2008년 말까지의 최근 5년간 발표된 논문을 상으로 코어-쉘 구조를 갖

는 나노입자 이를 제조하는 다양한 방법들에 해 구체 인 기술 특징들을 알아보고자 하 다. 한, 국내에

출원된 특허들 에서 코어-쉘 구조의 나노입자와 련된 특허 출원들을 상으로 하여, 출원동향 연구동향에

해 분석하 다.

Keywords: core/shell, nanopowders, nanoparticles, nanocomposites, information analysis, patent trends

1. 코어-쉘 구조 나노입자 개요1)

코어-쉘 나노입자는 Figure 1의 가장 왼편

에 나타낸 바와 같이, 심에 존재하는 코어

물질을 쉘을 형성하는 물질이 둘러싼 구조로

이루어져 있다. 이러한 구조를 갖는 코어-쉘

나노입자는 2가지 이상의 물질이 단순히 혼합

되어 있는 경우나, 합 으로 존재하는 경우와

구분되며, 각각의 코어와 쉘에 어떤 특성을 갖

는 물질을 사용하는가에 따라서, 어도 2가지

이상의 특성을 나타내는 복합 기능의 나노소

재를 제공할 수 있어, 속- 속, 속-세라믹,

속-유기물, 유기물-유기물 구조를 비롯한 다

양한 조합에 의한 코어-쉘 구조의 나노입자에

한 연구개발이 이루어지고 있으며, 코어-쉘

구조의 나노입자들은 자성, 형 특성, 내산성,

내마모성 등의 특성들이 조합된 복합 기능으

†주 자(E-mail: [email protected])

로 인하여 다양한 분야에 한 응용 가능성이

높은 것으로 나타나고 있다. 경우에 따라서는

Figure 1의 간 단계와 같이, 코어-쉘 나노입

자로부터 코어에 사용된 물질만을 선택 으로

완 히 는 부분 으로 제거할 수 있다. 이러

한 제거 과정을 통하여, Figure 1의 가장 오

른편에 나타낸 바와 같은 코어 물질이 제거

되고 쉘에 사용된 물질만으로 이루어진 공

(hollow) 형태의 나노입자도 제조할 수 있다.

코어-쉘 구조를 갖는 나노입자들은 코어

쉘에 사용된 물질들의 종류에 따라 분류하거

나, 자성이나 형 , 매 특성과 같은 특성

들에 따라서 분류할 수도 있고, 다르게는 응용

분야에 따라서 구분하여 볼 수도 있다. 본 고

에서는 보다 세부 인 분류가 가능한 첫 번째

방법에 의하여 코어-쉘 구조의 나노입자들을

분류하고자 하 고, Table 1에서는 코어와 쉘

에 사용된 물질들을 속, 세라믹, 유기물, 칼

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24 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 1. 코어-쉘 나노입자의 기본 인 구조 코어-쉘 나노입자로부터 코어 물질의 제거에 의한 공

나노입자의 제조.

Table 1. 다양한 종류의 코어-쉘 구조 나노입자

물질 코어-쉘 나노입자 비 고

속 Ag-Au, Pd-Au, Ni-Pt, Co-Cu, Au-Bi 등Ag, Au, Pt, Pd 등의 귀 속이나 Fe, Ni, Co, Cu, Bi 등의

이 속을 사용

세라믹SiO2-ZrO2, BST-SiO2, TiB2-Al2O3, TiO2-

SiO2 등SiO2, ZrO2, TiO2, Al2O3, BST 등을 사용

유기물

PS-PANI, PMMA-PS, PMMA-키토산

(chitosan), 리소자임-덱스트란, PMMA-

셀룰라아제 등

PS, PANI, PMMA 등의 고분자, 키토산, 단백질, 효소 등

의 생체분자 등을 사용

칼코겐

화합물

CdS-ZnS, Au-CdS, CdSe-CdS/ZnS, CdS-

PbS, PS/ZnS, Co-CdSe 등CdS, CdSe, PbS, ZnS 등을 사용

세라믹과

속Ag-SiO2, Ag-TiO2, Au-ZnO 등

주로 귀 속을 사용하고, 세라믹으로는 SiO2나 TiO2 등을

사용

속과

유기물Ni-C, Au-PAH/PSS, PS-Ag, Pd-C, Ti-C 등

속으로는 귀 속이나 이 속을 사용하고, 유기물로는

고분자 는 이를 탄화시킨 탄소 등을 사용

세라믹과

유기물

SiO2-PS, TiO2-PANI, MMT-PE, TiO2-

PAN, PS-SiO2 등

세라믹으로는 SiO2, TiO2, MMT 등을 사용하고, 유기물로

는 PS, PA, PET, PANI, PAN과 같은 고분자 등을 사용

자성

물질

Fe3O4-SiO2, Co-CdSe, Fe3O4-TiO2, Fe3O4-고분

자, 고분자-Fe3O4, Fe3O4-Au, Cr-γ-Fe2O3 등

자성 물질로는 Fe2O3, Fe3O4, Co, Cr, FePt 등을 사용하고,

SiO2, TiO2와 같은 세라믹이나 PS, PANI, PDDA, PSS, 키

토산과 같은 고분자 등을 사용

코겐 화합물(chalcogenide)의 4가지로 구분하

고, 이들의 조합에 따라 나타날 수 있는 8가지

종류의 코어-쉘 구조 나노입자들을 각각에

한 몇 가지 를 들어 나타내었다. Table 1에

의하면, 코어-쉘 구조 나노입자를 제조하는 데

있어서, 속으로는 (Au), 은(Ag), 백 (Pt),

팔라듐(Pd), 래티늄(Pt)과 같은 귀 속, 니

(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 크롬(Cr)과 같

은 이 속이 주로 사용되고 있고, 세라믹 물

질로는 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지르

코니아(ZrO2), 바륨스트론튬타이타네이트(BST,

barium strontium titanate), 알루미나(Al2O3), 몬

모릴로나이트(MMT, montmorillonite) 등이

주로 사용되고 있고, 유기물로는 폴리스타이

(PS, polystyrene), 폴리메틸메타크릴 이트

(PMMA, poly(methyl methacrylate)), 폴리

아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile), 폴

리아크릴 이트(PA, polyacrylate), 폴리에틸

테 탈 이트(PET, poly(ethylene tereph-

thalate))와 같은 고분자, 폴리다이알릴다이메

틸암모늄클로라이드(PDDA, poly(diallyldime-

thylam-monium chloride)), 폴리알릴아민하이

드로클로라이드(PAH, poly(allylamine hydro-

chloride)), 폴리소듐스타이 설포네이트(PSS,

poly(sodium 4-styrene sulfonate))와 같은 양

이온성 음이온성 고분자 해질, 폴리아닐

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 25

Table 2. 코어 는 쉘에 사용된 물질의 제조방법

코어 는 쉘 제조방법 비 고

속 환원제, 캡핑제 등을 사용한 액상 환원법, 증착법 등 Au, Ag, Pd 등

속 산화물 액상의 산화제나 공기 의 산소를 이용하여 산화 ZnO, NiO 등

고분자 물질공 합, 그래 트 공 합 등 는 정 기 인력을 이용

한 층PS, PANI, PMMA, PDDA, PSS 등

천연 유기물 키토산, 효소, 다당류 등

탄소 유기물질의 탄화 는 증착 그래 이트, 비정질 탄소 등

칼코겐 화합물 액상에서 구체의 반응 는 분해, 속 치환, 증착 등 CdS, ZnS, CdSe, PbS, Ag2Se 등

자성 물질 공침 , 유기 속 구체의 고온 분해, Fe2O3, Fe3O4, Co 등

세라믹 물질 졸-겔 공정, 분무 열분해 등 SiO2, TiO2, BST 등

기능기 아미노기, 카르복실기, 티올기, 실라놀기 등수소 결합, 속 는 고분자와의 공유

결합 등

린(PANI, polyaniline)과 같은 도성 고분자

와 함께 이들을 탄화시켜 제조하는 탄소 등이

주로 사용되고 있다. 한, 칼코겐 화합물로는

주기율표 6족의 황(S), 셀 늄(Se) 등과 카드

뮴(Cd), 아연(Zn), 납(Pb) 등이 결합된 CdS,

CdSe, ZnS, ZnSe, PbS, PbSe 등이 주로 사용

되고 있다. 그러나 코어 쉘에 사용되고 있

는 각각의 물질들의 종류는 아직까지는 제한

으로, 몇 가지 종류에 해서만 많은 연구가

이루어지고 있는 상황이다. 이러한 을 감안

하여 본다면, 주로 연구가 이루어지고 있는 이

와 같은 물질들에서 벗어나, 기존에 시도되지

않았었던 물질들을 발굴해내고, 이들을 새롭게

조합함으로써 새로운 특성을 나타낼 수 있는

방향으로 나아간다면, 앞으로 코어-쉘 구조의

나노입자에 한 연구⋅개발에 있어서의 가능

성은 매우 크게 열려있다고 할 수 있다.

2. 코어-쉘 구조 나노입자 제조

속 나노입자의 경우에는 속 구체를

액상에서 환원제를 이용하여 환원시켜 제조하

는 방법이 가장 기본 으로 사용되고 있고, 세

라믹 물질의 제조를 해서는 많이 사용되고

있는 졸-겔 공정이나 분무 열분해법과 같이

졸-겔 공정을 응용하여 변형시킨 방법들이 사

용되고 있다. 유기물의 경우에는 주로 고분자

물질이나 탄소가 사용되고 있어, 한 가지 모노

머만을 이용한 고분자의 합 반응이나 두 가

지 이상의 모노머를 공 합시켜 공 합체를

제조하는 방법 유기물을 탄화시켜 탄소 물

질로 환하는 방법이 사용되고 있다. 체

으로는 수용액 는 유기용매를 사용하는 액

상에서의 반응에 의하여 제조하는 방법들이

거의 부분을 차지하고 있다.

2.1. 임 린 법(Imprinting method)

코어-쉘 나노입자가 특정 상 물질과 선택

인 상호작용을 할 수 있도록 하기 하여

임 린 법이 사용될 수 있다. 를 들면, Chau

Jin Tan et al.은 소의 청 알부민(BSA, bo-

vine serum albumin) 단백질을 임 린 하기

하여 Figure 2에 나타낸 바와 같은 두 단계

의 미니에멀션 합(miniemulsion polymer-

ization)을 수행하 다. 먼 , Fe3O4의 마그네

타이트 나노입자를 제조하여 코어로 사용하

고, 올 익산(oleic acid)을 코 한 Fe3O4 나노

입자와 MMA EGDMA의 모노머를 혼합

하고 SDS와 CA APS를 첨가하여 공 합

반응이 일어나도록 하 다. 제조된 공 합체의

표면에 아마이드(amide) 결합을 형성시켜 아

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26 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 2. BSA가 임 린 된 코어-쉘 나노입자의 제조방법.

민 기능기를 도입하고, 다시 이민(imine) 결합

의 형성에 의해 알데하이드 기능기를 도입하

다. 도입된 알데하이드 기능기를 이용하여

임 린 의 주형인 BSA를 고정시킨 다음,

MMA와 EGDMA의 모노머 SDS, CA,

APS를 첨가하여 합반응을 일으킴으로써 쉘

을 형성하 다. 마지막으로, 주형으로 사용된

BSA를 가수분해에 의해 제거함으로써, BSA

가 임 린 된 Fe3O4 고분자 형태의 코어-쉘

나노입자를 제조하 다. 한, Natalia Perez-

Moral et al.은 MMA와 에틸 라이콜 다이

메타크릴 이트(EDMA, ethylene glycol dime-

thacrylate)에 형 을 나타내는 모노머인 안

쓰릴메틸메타크릴 이트(AMMA, 9-anthryl-

methylmetha-crylate)의 3가지 모노머를 합

시켜 공 합체 코어를 제조하고, SDS, EDMA,

메타크릴릭산(MAA, methacrylic acid), 임

린 을 한 주형인 로 라놀롤(propranolol)

과 제조된 코어 물질을 넣고 다시 합시켜

코어에 쉘을 형성시킨 다음에, 마지막으로 주

형을 제거함으로써 쉘에 로 라놀롤이 임

린 된 코어-쉘 나노입자를 제조하 다. 이러

한 코어-쉘 나노입자는 코어에 도입된 형

물질에 의한 형 특성과 함께 임 린 에 의

해 주형으로 사용된 물질과 선택 으로 결합

할 수 있는 특성을 갖는 것으로 나타났다.

2.2. 고분자 물질의 회합 상분리(associative phase

separation) 방법

폴리아크릴릭산(PAA, poly(acrylic acid))

는 폴리메타아크릴릭산(PMAA, poly(meth-

acrylic acid))과 같은 약한 산성을 나타내는

고분자산과, 폴리에틸 옥사이드(PEO, poly-

ethyleneoxide) 는 폴리아크릴아마이드(poly-

acrylamides)와 같은 양성자 받게(proton ac-

ceptor) 역할을 하는 고분자가 3~4 정도의 낮

은 pH 조건에서 혼합되는 경우, 고분자 물질

들 사이의 수소 결합(hydrogen bonding)에 의

한 고분자간 복합체(IPCs, interpolymer com-

plexes)의 형성으로 인해 회합 상분리가 일어

난다. Maria Sotiropoulou et al.은 이러한 수소

결합의 형성에 의한 IPCs의 형성과 그에 따른

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 27

Figure 3. 코어-쉘 구조를 갖는 G48과 PAA의

IPCs.

회합 상분리 상을 이용하여 코어-쉘 구조의

나노입자가 생성된다는 것을 보 다. 즉, 48

량%의 PDMAM을 포함하는 음으로 된 그

래 트 공 합체(graft copolymer)인 G48 (P(AA-

co-AMPSA)-g-PDMAM (poly(acrylicacid-co-

2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid)-

g-poly(N,N-dimeth-ylacrylamide))과 PAA를 pH

= 2.0의 조건에서 농도를 달리하여 혼합하는 경

우, PAA에 존재하는 카르복실 그룹과 PDMAM

에 존재하는 아마이드 그룹 사이에서 수소 결합

이 형성됨으로써 IPCs가 형성된다. 이 게 수소

결합에 의하여 형성된 IPCs는 불용성이기는 하

지만 안정한 콜로이드 용액을 형성하는 것으로

나타났고, 산란(light scattering)에 의해 측정

한 입자의 수력학 반경(hydrodynamic radius)

은 약 105 nm이며, Figure 3에 나타낸 바와 같

이 수소 결합에 의해 IPCs를 형성한 PAA/

PDMAM을 코어로 하고, 음이온성인 P(AA-

co-AMPSA) 사슬이 쉘을 형성한 형태의 코어-

쉘 구조를 갖는 것으로 나타났다.

2.3. 에어로졸을 이용한 자기조립 방법(AASA,

Aerosol-Assisted Self-Assembly)

구형의 에어로졸 액 에서 용매의 증발에

의하여 자기조립이 일어나도록 하는 경우에는

방사상으로 농도 기울기가 형성되기 때문에,

Figure 4. NaCl-SiO2 코어-쉘 입자의 TEM 이미지.

자기조립도 바깥쪽의 액체-증기 계면으로부터

안쪽을 향하는 방향성을 갖고 일어나게 된다.

Xingmao Jiang et al.은 이러한 AASA의 방

법을 이용함으로써, Figure 4에 나타낸 바와

같이 내부에는 단결정의 NaCl이 코어로 형성

되고, 외부에는 메조포러스 실리카의 쉘이 코

어를 둘러싼 형태의 코어-쉘 입자를 제조하고

자 하 다. 이를 하여, 계면활성제인 CTAB

(cetyltrimethylammoniumbromide)을 구조 형

성제(structure directing agent)로 사용하고,

실리카 구체로는 TEOS와 MTES (meth-

yltriethoxysilane)을 사용하 다. 먼 , 각 물질

들을 1 Si : 9.9 EtOH : 63.3 H2O : 0.022 HCl

: 0.22 CTAB : 0.33 NaCl의 몰 비율로 혼합

하여 균일한 용액을 형성한 다음, 분무기에 의

해 에어로졸 액 을 만들고 건조 소성하여

CTAB을 제거하 다. 제조된 코어-쉘 입자는

사용된 TEOS와 MTES의 비율에 따라서 수

용액 내에서 코어의 NaCl을 방출하는 시간이

수 에서 80 h까지 달라지는 것으로 나타났다.

2.4. 반구형 쉘이 추가된 코어-쉘/쉘 형태의 나노

입자 제조방법

형 물질 나노입자와 속으로 이루어진

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28 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 5. 반구형의 Au 쉘이 추가된 코어-쉘/쉘

형태의 나노입자.

나노 구조의 물질에서는 도입된 속 물질의

기하학 형태에 따라서 형 체의 학 특

성에 미치는 향이 달라지게 된다. Sang-Jae

Park et al.은 기존의 구 형태로 도입되는 쉘

에서 벗어나, Figure 5에 나타낸 바와 같은 기

하학 형상을 갖는 Au 쉘이 추가로 도입된

코어-쉘/쉘 형태의 나노입자를 제조하고자 하

다. 이를 하여, Figure 6에 나타낸 바와

같이, 테트라메틸로다민 아이소티오시아네이트

(TRITC, tetramethyl-rhodamine isothiocya-

nate)가 도핑된 실리카 나노입자를 제조하여

형 코어로 사용하 고, 실리카 쉘을 형성하

여, TRITC-SiO2-SiO2 형태의 코어-쉘 나노입

자를 제조하 다. 이후, 반구형의 Au 쉘을 추

가하기 하여, TRITC-SiO2-SiO2 나노입자의

표면을 아미노 로필트리메톡시실란(APTMS,

3-aminopropyltrimethoxy-silane)으로 처리하

여 아민 그룹의 기능기를 도입한 다음에 유리

기 에 증착시켰다. 그리고 나서 20 nm 두

께의 얇은 Au 층을 증착시킨 다음 음 로

처리하여 TRITC-SiO2-SiO2/Au 형태를 갖는

코어-쉘/쉘 구조의 개별 나노입자를 얻었다.

이 게 제조된 나노입자는 Au 층이 나노입자

의 체 표면을 둘러싼 경우와 비교하여, Au

층이 반구형으로만 둘러싸고 있어, 코어의 형

체에서 발생한 빛이 표면의 Au에 의하여

재흡수되는 것을 감소시킬 수 있다는 특성을

갖기 때문에, Figure 7에 나타낸 바와 같이 추

가로 DNA와 같은 생체 물질을 결합시켜 센

Figure 6. TRITC-SiO2-SiO2/Au 나노입자의 제조

방법.

서로 사용하 을 때 보다 향상된 특성을 나타

낼 수 있다.

2.5. 동축 기분무(Coaxial Electrospraying) 방법

고분자 물질을 이용하여 코어-쉘 구조의 나

노입자를 제조하는 경우에는 분산 합(dis-

persion polymerization)이나 계면 고분자응축

(interfacial polycondensation)과 같은 제자리

합(in situ polymerization)에 의한 마이크로

캡슐화(microencapsulation)나 분무-건조(spray-

drying), 코아세르베이션(coacervation), 미니

에멀션 합(miniemulsion polymerization) 등

의 방법들이 사용되어 왔다. 먼 주형을 제조

한 다음, 주형의 표면에 고분자를 합시키는

방법도 다양하게 사용되어 왔고, 최근에는 정

기 인력을 이용하여 양(+) 는 음(-)으

로 된 물질들을 교 로 층하는 방법이

사용되기도 한다. 그러나 이러한 방법들을 사

용하고자 하는 경우에는 두 가지 고분자의 계

면에서 일어나는 상호작용 때문에 다양한 종

류의 고분자 물질들을 조합하여 사용하는 데

있어서 제약이 따른다는 단 이 있다. Yoon

kyun Hwang et al.은 160 µm 410 µm의

내경을 갖는 스테인리스 재질의 니들(needle)

로 내부 외부 노즐을 Figure 8에 나타낸

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 29

Figure 7. TRITC-SiO2-SiO2/Au 나노입자를 이용한 cDNA 검출.

바와 같이 각각 구성하고, 8∼14 kV의 압을

인가한 상태에서 외부 노즐에는 폴리카 로락

톤(PCL, polycaprolactone)을 공 하고 내부

노즐에는 PS 는 PMMA를 공 함으로써,

Figure 9에 나타낸 바와 같은 균일한 크기를

갖는 PS-PCL 는 PMMA-PCL 형태의 코

어-쉘 구조 나노입자를 제조하 다. 제조된 입

자의 형상은 각각의 고분자 물질을 공 하는

상 인 속도를 조 하는 데 따라서 달라졌

고, 쉘을 형성하는 고분자를 코어를 형성하는

고분자보다 빠르게 공 함으로써, 구형의 코

어-쉘 입자를 제조할 수 있었다. 한, 인가되

는 압과 각 고분자 물질의 공 속도를 조

함으로써 제조되는 입자의 크기를 3∼6 µm

수 으로 조 할 수 있었다. 비록 코어-쉘 구

조의 나노입자가 제조된 것은 아니지만, 이러

한 방법을 이용하면서 노즐의 내경을 조 하

는 것과 같은 변형을 가한다면 서로 섞이지

않는 고분자 물질들을 조합한 형태의 코어-쉘

나노입자를 제조할 수 있는 가능성이 있다고

생각된다.

Figure 8. 동축 기분무에 의한 코어-쉘 입자의

제조방법.

3. 코어-쉘 구조 나노입자 특허 동향

기술 동향을 분석하는 데 있어서, 앞서 살펴

보았던 논문으로 발표된 연구⋅개발 동향에

한 분석과 함께 특허의 공개 는 공고로

나타나는 기술 개발 황에 한 분석도 마찬

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30 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 9. 동축 기분무에 의해 제조된 코어-쉘

입자.

가지로 요하다. 여기에서는 한민국 특허청

에 2008년 12월 31일까지 출원되었고, 공개되

었거나 등록 공고된 특허들 에서 코어-쉘

구조의 나노입자와 련된 특허들을 분석

상으로 하 다.

3.1. 특허분석 상 범

분석 상 특허는 <코어>, <쉘>, <나노>, <입

자>의 키워드를 심으로, 각 키워드들의 동의

어, 유사어 등이 포함되도록 검색식을 작성한

다음, 한민국 특허청의 데이터베이스를 사용

하여 검색하 고, 검색 결과를 상으로 요약

특허청구범 제1항을 기 으로 각 건을

모두 검토함으로써, 본 연구에서의 분석 상

인 코어-쉘 구조를 갖는 나노입자와 직 인

련성이 없는 특허들은 제외하 다. 이러한

노이즈 제거 과정을 거쳐 165건의 특허를 최

종 분석 상으로 확정하 다.

3.2. 특허 출원에서의 연구⋅개발 동향

3.2.1. 연도별 특허 출원 동향

분석 상 특허 165건을 제1출원인의 국

에 따라서 내국인과 외국인 출원으로 구분하

여 출원 연도별 경향을 나타내어 보면 Figure

Figure 10. 연도별 출원동향.

10과 같다. 코어-쉘 구조의 나노입자와 련된

특허는 2001년에 처음으로 나타나기 시작하며,

지속 으로 증가하는 추세를 나타내었다. 특

히, 2005년부터는 내국인에 의한 특허출원이

외국인에 의한 특허출원과 비교하여 양 으로

매우 빠르게 성장하는 모습을 나타내었다. 2007

년과 2008년의 경우, 아직 공개되지 않은 출원

이 많은 부분을 차지하고 있으므로(출원 후

18개월이 지난 시 에 공개되는 것이 일반

이고, 일부는 출원인의 신청에 의하여 조기 공

개되는 경우 우선심사 등의 이유로 출원

공개 이 에 등록 공고가 발행된 경우가 있을

수 있다.), 코어-쉘 구조의 나노입자와 련된

기술개발에 따른 특허 출원의 증가 추세는 계

속 이어지고 있는 것으로 생각된다.

3.2.2. 국가별 특허 출원 비

Figure 11에 나타낸 제1출원인의 국 을 기

으로 한 국가별 출원 비 (%)을 살펴보면,

내국인에 의한 출원이 61.2%로 역시 가장 많

은 비 을 나타내었고, 미국이 16.4%를 차지

하 으며, 독일이 7.9%의 비 을 차지하는 것

으로 나타났다. 이러한 결과는 코어-쉘 구조를

갖는 나노입자와 련된 기술 분야에 있어서

는 미국과 독일에서 상 으로 많은 연구⋅

개발이 이루어지고 있다는 것을 간 으로

나타낸다.

반면에, 일본 출원인들에 의한 출원 건수는

7건으로 체의 4.2%를 차지하여, 일본 출원

인들이 우리나라에 출원한 비 이 독일과 비

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 31

Figure 11. 국가별 출원 비 (%).

교하여 반 정도라는 것은 특기할 만한 것으

로 생각된다. 기타 국가로, 국 출원인의 출

원이 6건으로 3.6%를 나타내었고, 나머지 국

가들로는 싱가포르 4건(2.4%), 랑스와 스

스가 각각 2건(1.2%), 이탈리아, 이스라엘, 덴

마크가 각각 1건(0.6%)의 출원이 있는 것으로

나타났다. 이러한 결과에 해서는 각 국가별

출원인이 선호하는 출원 국가에 한 분석 결

과와 비교하여 다시 살펴 볼 것이다.

3.2.3. 국가별 출원의 평균 패 리 개수 출원

선호도

Figure 12에 각 국가별 출원의 평균 패 리

개수를 비교하여 나타내었다. 출원의 패 리

개수는 해당 특허가 출원된 국가의 수로써, 패

리가 많다는 것은 그만큼 해당 특허에 한

권리를 여러 나라에서 확보하고자 했다는 것

으로, 특허의 기술 ⋅경제 가치 수 을 간

으로 비교해볼 수 있는 기 이 된다. 분석

결과를 보면, 내국인 출원의 경우에는 1.8로

가장 은 수의 패 리를 갖는 것으로 나타나,

내국인의 경우에는 부분 국내에만 출원하

을 뿐, 다른 나라에서까지 특허권을 확보하고

자 하는 노력은 이루어지지 않는 것으로 나타

났다.

한편, 내국인이 다른 나라에 출원하는 경우

에 어떤 국가를 가장 선호하고 있는가에 하

여 알아보면, Figure 13에 나타낸 바와 같이

미국이 35.1%, 일본이 27.0%, 유럽이 25.7%,

국이 8.1%의 순서로 나타나, 미국, 일본, 유

럽에 한 선호도가 명확하게 나타났으며, 이

Figure 12. 국가별 출원의 평균 패 리 개수.

들 3개 국가가 차지하는 비 이 87.8%로, 내

국인 출원인은 거의 부분 이들 3개 국가의

시장에 해서 심을 갖는 것으로 나타났다.

코어-쉘 구조의 나노입자와 련된 기술 분야

에 있어서는 성장 속도와 가능성 면에서 주목

받고 있는 시장인 국에 해서는 8.1%의 낮

은 선호도를 보이는 것으로 나타났다.

Figure 12를 보면, 싱가포르를 제외한 나머

지 모든 국가의 출원인들에 의한 출원의 패

리 개수는 모두 5.0 이상의 값을 나타내어, 시

장의 크기나 경제 인 망에 따라서 주요 국

가에 해서는 부분 특허를 이용한 권리를

확보하고 있는 것으로 나타났다. 이는 Figure

14에 나타낸 외국인 출원인의 출원 선호 국가

에 한 분석 결과로부터도 알 수 있는데, 외

국인 출원인이 선호하는 국가로는 유럽이 17.9%,

미국이 16.8%, 일본이 15.1%, 국이 12.4%,

호주가 11.0%로, 10% 이상의 값을 나타낸 5

개 국가가 차지하는 비 이 73.2%를 차지하

다. 이외에도 캐나다 9.3%, 라질 4.8%, 독일

4.1%의 값을 나타내어, 내국인 출원인의 선호

국가별 비 과 비교하여 볼 때 세계의 주요

국가들 부분을 포함하는 보다 폭넓은 시장

에 하여 심을 갖고 있는 것으로 나타났다.

3.2.4. 국가별 출원의 청구항 개수

Figure 15에 나타낸 바와 같이, 내국인 출원

의 평균 청구항 개수는 16.2개인 것으로 나타

났으며, 가장 많은 평균 청구항 개수를 나타낸

국가는 덴마크 지만, 출원 건수가 단 1건으

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32 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 13. 내국인 출원인의 선호 국가.

Figure 14. 외국인 출원인의 선호 국가.

로, 평균값에 의한 경향을 비교하기에는 데이

터가 부족하 다. 다만, 10건 이상의 출원이

있는 미국과 독일 출원인들의 출원에 한 평

균 청구항 개수는 40.6개 31.8개를 나타내

어, 내국인 출원과 비교하여 2배 이상의 값을

갖는 것으로 나타났다.

코어-쉘 구조의 나노입자에 한 출원에서

는 코어나 쉘에 사용된 물질, 코어의 형태나

크기, 쉘의 두께나 개수 등에 있어서 기존에

없었던 새로운 특징들을 갖는 ‘코어-쉘 구조의

나노입자’에 한 발명과 함께, 이의 제조를

해 사용되는 ‘코어-쉘 구조를 갖는 나노입자

의 제조방법’이나 ‘코어-쉘 구조를 갖는 나노

입자의 제조를 한 장치’, 는 ‘코어-쉘 구조

를 갖는 나노입자를 이용하여 측정이나 분석

을 수행하는 방법’이나 ‘코어-쉘 구조를 갖는

나노입자가 사용된 센서나 장치’ 등의 다양한

종류의 발명들을 하나의 출원으로 묶어서 출

원할 수 있다.

이러한 을 감안하여 보면, 하나의 출원에

포함된 평균 청구항의 개수는 특허권으로 보

Figure 15. 국가별 출원의 평균 청구항 개수.

Figure 16. 연도별 평균 청구항 개수의 변화.

호받을 수 있는 권리 범 의 폭을 간 으로

나타내는 것으로써, 내국인 출원의 경우, ‘코어

-쉘 구조의 나노입자’나 ‘코어-쉘 구조를 갖는

나노입자의 제조방법’에 한 발명들을 주로

출원하고 있고, 에서 살펴본 바와 같은 다양

한 종류의 발명들에까지 권리 범 를 확보하

고 있지는 못하다는 것을 의미한다. 다만,

Figure 16에서 확인할 수 있듯이, 내국인 출원

의 평균 청구항 개수도 외국인 출원의 평균

청구항 개수 변화와 마찬가지로 지속 으로

증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는

우리나라의 경우에서도 기존의 제조방법들을

이용하여 단순히 물질을 변화시켜 가면서 코

어-쉘 구조의 나노입자를 제조하는 기 단계

를 벗어나, 새로운 형태나 구조를 갖는 코어-

쉘 구조의 나노입자나 이를 제조하기 한 방

법과 함께, 이를 다양하게 응용하는 단계에까

지 연구⋅개발이 발 되고 있다는 것을 간

으로 나타낸다고 보여진다.

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 33

Table 3. 코어와 쉘에 사용된 물질별 출원 비 (%)

물 질코 어

계속 세라믹 유기물 자성물질 반도체 공

속 7.3% 2.1% 1.7% 3.1% 4.9% 0.7% 19.9%

세 라 믹 3.5% 1.7% 2.8% 2.1% 2.4% 1.0% 13.6%

유 기 물 8.7% 6.6% 12.9% 4.9% 1.7% 3.5% 38.5%

자성물질 1.7% 1.7% 1.7% 5.2%

반 도 체 3.8% 0.3% 0.3% 2.8% 14.3% 1.0% 22.7%

계 25.2% 10.8% 17.8% 14.7% 25.2% 6.3% 100.0%

3.2.5. 코어와 쉘에 사용된 물질 종류별 출원

비 (%)

코어와 쉘에 사용된 물질에 따른 출원 비

(%)을 살펴보면, 체 으로는 Table 3에 나

타낸 바와 같이, PS, PMMA, PAN, PANI,

PDDA, PSS 등의 고분자 물질과 DNA, 단백

질, 효소, 키토산, 덱스트란 등의 천연 는 생

체 분자를 포함하는 유기물을 코어 는 쉘에

사용한 코어-쉘 구조의 나노입자나 이의 제조

방법, 는 이러한 코어-쉘 구조의 나노입자를

활용한 센서 등의 장치와 련된 출원이 가장

많은 체의 43.4%를 차지하는 것으로 나타났

다. 이러한 결과는 유기물의 경우에서는 일정

한 크기의 구형 나노입자를 제조하는 기술이

많이 개발되어 있고, 모노머를 이용한 에멀션

합(emulsion polymerization)과 같은 코어-

쉘 구조를 형성하는데 용하기가 쉬운 방법

들이 개발되어 있으며, 추가 으로 탄화에 의

해 결정성 는 비결정성의 탄소질 물질로 변

화시키거나 는 아 제거하여 공을 형성

하는 등의 변경이 자유롭다는 과, 코어-쉘

구조의 나노입자가 약물 달이나 센서와 같

은 바이오 분야에 많이 응용되고 있다는 이

반 되었기 때문으로 생각된다. 다음으로는

속과 반도체 물질을 코어나 쉘에 사용한 경우

가 각각 37.8%와 33.6%의 비교 큰 비 을

차지하고 있는 것으로 나타났고, 졸-겔 공정의

용과 매(담체로써의 넓은 비표면 제공

이나 매 분야에서의 활용) 분야에서의 응

용을 주요 특징으로 하는 세라믹의 경우에는

22.7%, 자성에 의한 분리가 가능하다는 특징

을 갖는 자성 물질의 경우에는 가장 은

18.2%의 비 을 차지하는 것으로 나타났다.

한편, 코어와 쉘에 사용된 물질을 모두 고려

하는 경우에서는 코어와 쉘 모두에 칼코겐 화

합물이나 Ⅳ족의 실리콘(Si) 는 게르마늄

(Ge)과 같은 반도체 물질을 사용한 반도체-반

도체 구조의 코어-쉘 나노입자가 14.3%로 가

장 큰 비 을 차지하는 것으로 나타났다. 이러

한 결과는 논문에 한 분석 결과에서도 상

되었던 것으로, Cd, Zn, Pb 등과 S, Se, Te

등을 사용할 수 있는 칼코겐 화합물의 경우,

그 자체로도 다양한 원소들을 조합하는 형태

가 가능하기 때문인 것으로 생각된다. 이에 더

하여, 반도체 물질이 갖는 형 특성은 최근

들어 주목받고 있는 생체 분자의 검출에 직

응용될 수 있기 때문에, 칼코겐 화합물을 주

로 하는 반도체 물질을 코어나 쉘에 사용한

코어-쉘 구조의 나노입자에 해서도 연구소,

학교, 기업 등에서 많은 연구⋅개발과 출원이

이루어지고 있는 것으로 생각된다. 이와 함께,

코어와 쉘 모두에 유기물을 사용한 유기물-유

기물 구조의 코어-쉘 나노입자가 12.9%를 차

지하는 것으로 나타났고, 속-유기물 구조,

속- 속 구조, 세라믹-유기물 구조의 코어-쉘

나노입자가 각각 8.7%, 7.3% 6.6%의 비교

높은 비 을 차지하는 것으로 나타났다.

한, 코어-쉘 구조의 나노입자를 제조한 다

음 코어에 사용된 물질만을 선택 으로 제거

함으로써 제조되는 공-쉘 구조의 나노입자

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34 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Figure 17. 내국인 출원의 물질 종류별 출원 비 .

도 6.3%의 비교 높은 비 을 차지하는 것으

로 나타났고, 유기물을 쉘로 사용한 코어-쉘

구조의 나노입자에 한 출원들 에서는 쉘

에 사용된 유기물을 탄화시켜 결정성 는 비

정질의 탄소 물질로 환시킴으로써, 이차

지의 음극 재료 등으로 사용하고자 하는 경우

가 다수 나타났다. 코어와 쉘을 상 으로 비

교하여 보면, 속과 자성물질은 상 으로

코어에 사용되는 경우가 많은 것으로 나타났

고, 유기물과 세라믹의 경우에는 코어보다는

쉘에 사용하는 경우가 더 많은 것으로 나타났

다. 칼코겐-칼코겐 형태의 코어-쉘 나노입자에

한 출원이 많았던 반도체 물질의 경우에는

코어와 쉘에 사용된 비 에 큰 차이가 없는 것

으로 나타났다. 다만, 한 가지 주목할 만한 것

은, Figure 17의 내국인 출원에 한 물질 종류

별 출원 비 과 Figure 18의 외국인 출원에

한 물질 종류별 출원 비 의 비교 결과이다.

내국인의 경우에서는 코어 는 쉘에 사용

된 물질별로 구분하여 볼 때, 반도체(13.1%),

속/유기물(11.4%), 세라믹/유기물(10.8%),

속/반도체(10.2%), 유기물(9.7%)의 순서를 나

타내면서, 각 물질별로는 비교 큰 차이를 보

이지 않았으나, 외국인의 경우에서는 유기물

(17.7%)과 반도체(15.9%)를 코어 는 쉘로

사용한 경우가 33.6%(내국인의 경우에는

22.7%)의 높은 비 을 차지하는 것으로 나타

났고, 이후 속(10.6%), 속/유기물(9.7%),

속/세라믹(8.0%)의 순서를 나타내어, 각 물

질별로 상당한 차이를 나타내는 것으로 나타

Figure 18. 외국인 출원의 물질 종류별 출원 비 .

났다. 이러한 결과는 내국인과 외국인의 코어-

쉘 구조의 나노입자에 한 연구⋅개발 방향

의 차이를 보여주는 것으로 생각된다.

3.2.6. 연구 주체별 출원 비 (%)

연구⋅개발의 주체에 하여 알아보면, Figure

19에 나타낸 바와 같이, 국내의 경우에서는

(주)삼성 자(Samsung Electronics Co., Ltd.),

(주)엘지 화학(LG Chem. Ltd.), (주)에이티

젠(ATGEN Co., Ltd.) 등을 비롯한 기업체가

체의 반에 가까운 47.5%의 비 을 차지하

고 있는 것으로 나타나, 상 으로 기업체에

서 코어-쉘 구조의 나노입자에 한 연구⋅개

발이 활발하게 이루어지고 있는 것으로 나타

났고, 서울 학교(Seoul National University),

포항공과 학교(Pohang University of Science

and Technology), 한남 학교(Hannam Univ-

ersity), 고려 학교(Korea University) 등을

비롯한 학교가 23.8%를 차지하는 것으로 나타

났다. 한, 개인의 경우에도 22건으로 체의

21.8%를 차지하 으며, 한국과학기술연구원

(Korea Institute of Science and Technology),

한국화학연구원(Korea Research Institute of

Chemical Technology), 요업기술원(Korea In-

stitute of Ceramic Engineering and Tech-

nology)의 3곳 연구소에서 7건의 출원을 하여

6.9%의 비 을 차지하 다.

외국인 출원의 경우에서도 경향은 비슷하게

나타났으며, 롬 앤드 하스 컴퍼니(Rohm and

Haas Co.), 나노코 테크놀로지스(Nanoco Tech-

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 35

Figure 19. 연구 주체별 출원 비 .

nologies Ltd.), 쓰리엠 이노베이티 로퍼티

즈(3M Innovative Properties Co.), 인텔 코퍼

이션(Intel Corp.), (주)머크 특허(Merck

Patent GmbH), (주) 신벤션(Cinvention AG)

등의 기업체, 메사추세츠 공과 학교(Massachu-

setts Institute of Technology), 도쿄 학교

(Tokyo University), 코넬 학교(Cornell Univ-

ersity) 등의 학교, 슬러 폴리테크닉 인스티

튜트(Rensselaer Polytechnic Institute)와 같은

연구소에서 각각 76.6%, 14.1%, 9.4%의 비

을 차지하는 것으로 나타났다.

3.2.7. 연구 주체별 연구⋅개발 상 비 (%)

개인을 제외한 기업체, 학교, 연구소의 연구

주체별 연구⋅개발 상에 하여 그 비 을

알아보면, 다음 Table 4에 나타낸 바와 같이,

기업체의 경우에서는 속, 반도체, 세라믹, 유

기물, 자성물질의 모두에 하여 비교 고르

게 연구⋅개발이 이루어지고 있는 것으로 나

타났지만, 그 에서도 특히, 반도체-세라믹

구조 유기물-유기물 구조의 코어-쉘 나노

입자에 한 연구가 각각 16.9%와 15.8%의

상 으로 높은 비 을 차지하며 많은 연구

⋅개발이 이루어지고 있는 것으로 나타났다.

반면에, 학교의 경우에서는 유기물-유기물 구

조가 10.2%, 속- 속, 세라믹-유기물, 유기

물-세라믹 구조가 각각 8.5%를 차지하는 것으

로 나타나, 이들에 한 연구⋅개발이 상

으로 많은 비 을 차지하는 것으로 나타났다.

연구소의 경우에서는 기업체나 학교와 비교하

여 연구⋅개발 상의 종류가 제한 인 것으

로 나타났으며, 그 에서도 속-유기물 구조

와 세라믹-유기물 구조가 각각 21.1%, 반도체

-반도체 구조가 15.8%, 속-세라믹 구조와

반도체-유기물 구조가 각각 10.5%의 비 을

차지하여 이러한 5가지 종류의 코어-쉘 구조

를 갖는 나노입자에 한 연구가 부분을 차

지하고 있는 것으로 나타났다.

4. 결 론

최근 나노기술 분야에서의 속한 질 ⋅양

성장은 기 단계부터 꾸 하게 그 기 를

쌓아왔던 나노소재, 특히 나노입자에 한 연

구⋅개발 성과가 뒷받침되었기에 가능할 수

있었다. 나노입자 에서도 다양한 재료의 선

택이나 조성, 형태 는 구조를 조 함으로써

자기, 학, 물리, 열, 기 등의 여러 가지 특

성들을 복합 으로 나타낼 수 있는 코어-쉘

구조를 갖는 나노입자의 경우, 매, 분리, 센

서, 바이오, 자소자 등의 다양한 분야에 응

용될 수 있고, 비교 단기간 내에 산업화로

이어져 막 한 경제 효과를 나타낼 수 있는

가능성이 높아, 학교나 연구소에서의 기 연

구는 물론 산업화를 염두해 둔 기업체에서도

많은 연구⋅개발이 이루어지고 있었다.

그러나 코어 쉘에 사용되고 있는 각각의

물질들의 종류에 있어서는 아직까지 주로 사

용되는 몇 종류의 물질들만을 상으로 연구

가 이루어지고 있어, 추후 이러한 물질들에서

벗어나 새로운 물질을 발굴해내기 한 노력

과 함께 다양한 물질들을 새롭게 조합한 구조

를 갖는 코어-쉘 나노입자의 제조방법과 이의

특성분석 응용분야의 창출을 한 노력이

이루어져야 할 것으로 생각되었다. 특히, 생명

(BT), 정보(IT), 환경(ET) 분야와 융합하여 사

용될 수 있는 약물 달체, 자 소자, 센서로

표되는 응용 분야의 경우, 이미 련된 기술

을 활용한 제품의 개발에까지 이르고 있는 것으

로 나타나, 코어-쉘 구조의 나노입자가 갖는 가

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36 공업화학 전망, 제12권 제3호, 2009

Table 4. 연구 주체별 연구⋅개발 상의 비 (%)

기업체코 어

합 계 속 반 도 체 세 라 믹 유 기 물 자성물질 공

속 8.5% 6.2% 2.8% 0.6% 3.4% 0.6% 22.0%

반 도 체 4.0% 16.9% 0.6% 0.6% 3.4% 1.1% 26.6%

세 라 믹 2.3% 1.1% 1.1% 1.1% 1.1% 0.6% 7.3%

유 기 물 7.3% 1.1% 3.4% 15.8% 7.3% 2.3% 37.3%

자성물질 2.3% 2.3% 2.3% 6.8%

합 계 24.3% 27.7% 7.9% 18.1% 17.5% 4.5% 100.0%

연 구 소코 어

합 계 속 반 도 체 세 라 믹 유 기 물 자성물질 공

반 도 체 15.8% 5.3% 21.1%

세 라 믹 10.5% 5.3% 15.8%

유 기 물 21.1% 10.5% 21.1% 5.3% 5.3% 63.2%

자성물질

합 계 31.6% 31.6% 21.1% 5.3% 0.0% 10.5% 100.0%

학 교코 어

합 계 속 반 도 체 세 라 믹 유 기 물 자성물질 공

속 8.5% 3.4% 3.4% 6.8% 1.7% 1.7% 25.4%

반 도 체 5.1% 5.1% 10.2%

세 라 믹 6.8% 6.8% 5.1% 8.5% 5.1% 1.7% 33.9%

유 기 물 5.1% 1.7% 8.5% 10.2% 5.1% 30.5%

자성물질

합 계 25.4% 16.9% 16.9% 25.4% 6.8% 8.5% 100.0%

능성과 그 효과가 클 것으로 생각되었다.

특허출원에 한 분석 결과에서는 (주) 삼

성 자, 서울 학교, (주) 엘지 화학 등이 다

수의 출원을 하고 있어, 코어-쉘 구조 나노입

자와 련된 기술에 한 국내의 연구⋅개발

을 이끌고 있는 것으로 나타났고, 특히 화합물

반도체의 형 특성을 이용한 코어-쉘 구조의

나노입자에 한 기술 개발이 많이 이루어지

고 있는 것으로 나타났으며, 고분자나 생체 분

자를 포함하는 유기물을 이용한 코어-쉘 구조

의 나노입자에 한 연구도 상당한 비 을 차

지하고 있는 것으로 나타났다. 다만, 내국인

출원의 경우, 주로 국내로만 출원이 한정되어

있고, 외국에까지 출원하는 경우에서도 미국,

일본, 유럽의 3개 시장에 하여 87.8%의 높

은 선호도를 보이고 있을 뿐, 성장 속도와 가

능성 면에서 많은 주목을 받고 있는 국이나

캐나다, 호주 등을 비롯한 다른 나라의 시장에

해서는 특허권을 확보하여 이들 시장에 진출

하고자 하는 노력이 부족한 것으로 나타났다.

1991년의 탄소나노튜 발견 이래로 지난

10여 년 동안의 연구⋅개발을 통하여 기 를

튼튼하게 쌓아온 나노기술은 2000년 에 들어

서면서부터 국가 인 지원을 본격 으로 받기

시작하 고, 이를 통하여 최근에는 나노기술을

용하여 산업화에 성공한 제품이 시장에 등

장하기 시작하 다. 련된 문가들은 모두

이러한 나노기술의 발 추세가 갈수록 가속

화할 것으로 망하고 있으며, 2010년부터는

나노기술이 본격 으로 산업화에 용된 제품

들을 시장에서 할 수 있을 것으로 내다보고

있다. 이러한 나노기술 산업화의 바탕에는

기 소재로서의 나노입자, 특히 다양한 기능

들을 복합화한 코어-쉘 구조의 나노입자에

한 연구⋅개발 성과가 든든한 버 목으로 성

장하여 있을 것으로 기 되며, 21세기를 특징

지어 나노기술이 제공하는 막 한 시장에서

우리의 몫을 늘려나가기 해서는 새로운 특

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KIC News, Volume 12, No. 3, 2009 37

성의 코어-쉘 구조 나노입자에 한 연구⋅개

발을 보다 늘려나가고, 이러한 성과를 바탕으

로 세계 여러 나라에서의 특허권 확보를 통해

보다 넓은 시장을 개척하기 한 노력을 지속

으로 이어나가야 할 것으로 생각된다.

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% 자 소 개

이 호 신

1991 성균 학교 속공학과 학사

1996 성균 학교 속공학과 석사

2006 성균 학교 신소재공학과 박사

1996∼ 재 한국과학기술정보연구원 산업정보분석실 선임연구원

정 혜 순

1973 이화여자 학교 과학교육과 학사

1979 고려 학교 이공 학 화학과 석사

1979∼ 재 한국과학기술정보연구원 산업정보분석실 책임연구원

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서 주 환

2000 부산 학교 분자생물학과 학사

2002 부산 학교 분자생물학과 석사

2002∼ 재 한국과학기술정보연구원 산업정보분석실 선임연구원

박 종 철

1998 서울 학교 화학공학과 학사2000 서울 학교 응용화학부 석사2004 서울 학교 응용화학부 박사2006∼ 재 특허청 화학생명공학심사국

정 화학심사과 심사