일반기술

나노유체 직접 제조장치

본 발명은 나노물질의 제조방법중에서 나노콜로이드 용액의 직접제조장치에 관한 것이다. 종래에는 나노콜로이드 용액을 만들기 위하여 화학적 방법을 사용할 경우 직접 콜로이드 용액의 제조가 가능하나 개개입자의 응집현상이 강하고 입자형상이 다소 불규칙한 단점이 있었고, 물리적 방법으로는 기상반응으로 나노분말을 만든 후 콜로이드 용액을 제조할 경우 산화가 쉽게 일어날 소지가 있었다. 미국의 Argonne 연구소는 한 단계의 공정만을 사용해서 나노유체(또는 나노콜로이드)를 제조하는 방법 및 장치를 고안하였다(미국 특허 번호 US6,222,275B1 참조). 하지만 이 장치는 대량의 나노 콜로이드 제조에 어려움이 있다. 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 저항가열, 고주파 가열, 플라즈마 가열방법등을 사용하여 고체상태의 원 재료를 불활성 가스 분위기 하의 용기내에서 나노 크기의 입자로 기화시킨 다음, 용매를 분사시켜 바로 콜로이드 용액을 제조함으로써 물리적 방법인 기상-응축법을 통한 분말 제조 한 후 2차적으로 용매에 분산시켜 콜로이드 용액을 제조하는 간접적인 방법과 화학적 방법의 단점을 보완할 수 있도록 하며, 나노 입자가 용매에 분산이 보다 용이하도록 하여 고 품질의 나노 콜로이드를 제공코자 함을 그 목적으로 하는 것이다. 본 기술을 이용한 나노콜로이드 직접제조장치를 사용하면 제조된 나노 입자의 산화를 크게 줄일 수 있고, 나노입자의 크기가 10나노미터 정도인 우수한 품질의 콜로이드 용액의 대량생산이 가능하다. 특히 나노분말을 제조후 용매에 섞는 이중의 공정을 거치지 않고 나노입자를 함유한 콜로이드 용액을 직접 제조할 수 있게 됨으로써 입자간 응집을 획기적으로 줄일 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있는 장치이다. 이 기술을 이용한 금속콜로이드는 많은 용도가 있는데 그중 이 기술을 통하여 제조된 나노유체는 열전달 매체의 열효율을 200%정도 향상 시킬 수 있는 기술로 미국 국립 Argonne 연구소와 미국에너지성이 차기세대 자동차의 냉각수를 나노유체로 대체하기 위하여 2000년부터 대규모 투자를 실시하고 있으며, 현대자동차에서도 차기 자동차 냉매로 이 나노유체에 대한 연구를 수행하고 있고, LG / 삼성등에서도 대학에 프로젝트를 주면서 연구를 진행하고 있다. 특히 이 기술은 현대자동차로로부터 해외특허 공동 출원을 제의 받은 바 있고, 현재 이 분야에서 가장 뛰어난 기술이라 자부하고 있다.