内部具有两亲性物质的卷状物复合体及其制备方法技术

提供了一种使用二维材料的卷状物制备方法以及由其制备的卷状物。该卷状物制备方法包括准备二维材料。通过在该二维材料上提供具有亲水部分和疏水部分的两亲性物质而将该二维材料卷起。结果，形成包括设置在卷状物结构内部的两亲性物质的卷状物复合体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一维材料，更特别地，涉及卷状物。
技术介绍
二维材料例如石墨烯具有与三维体积材料不同的热、机械和电性能。具体地，二维材料已知具有优异的机械强度、应力和柔韧性，并且也具有优异的导电和导热性。由于二维材料优异的特性，二维材料被广泛地应用于能量存储装置、能量转换装置、传感器、催化剂和生物微电子机械系统(生物MEMS)。同时，由于碳纳米管(其是相应于石墨烯的同素异形体的一维材料)具有优异的热、机械和电特性，其和也二维材料一样也被应用在各种领域中。对于在纳米管内部包括各种希望的材料的复合结构的制备的研究正在进行中。碳纳米管复合体材料已经通过在碳纳米管内部加入希望的材料例如富勒烯(Brian W.Smith,Marc Monthioux,David E.Luzzi,Encapsulated C60 in carbon nanotubes,Nature,VOL 396,26,NOVEMBER,1998)、有机材料(TAISHI TAKENOBU et al.,Stable and controlled amphiphilic doping by encapsulation of organic molecules inside carbon nanotubes,Nature Materials,VOL 2,OCTOBER,2003)、金属(Jean-Philippe et al.,Selective Deposition of Metal Nanoparticles Inside or Outside Multiwalled carbon nanotubes,ACSNano,VOL.3,NO.8,2081-2089,2009)而制得。然而，难以制备具有开口端部的纳米管并在加入后去除希望的材料。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术的目的是提供通过包括二维材料的卷起形成一维卷状物的方法，以及由此形成的一维卷状物。本专利技术的技术问题不限于上述的这些，并且本领域技术人员从下面将要描述的说明书中可以完全理解上面没有描述的其它技术问题。技术方案本专利技术的一个方面是提供卷状物复合体。该卷状物复合体包括具有开口端部的二维材料卷状物。在该卷状物内部设置两亲性物质。该二维材料可以是选自由下述物质组成的组的单个物质：石墨烯、石墨烯氧化物、氮化硼、氮化碳硼(BCN)、氧化钨(WO3)、硫化钨(WS2)、硫化钼(MoS2)、碲化钼(MoTe2)和氧化锰(MnO2)，或是包括上述物质中的两种或更多种的堆叠的复合物质。两亲性物质可以是表面活性剂、胆汁酸、胆汁酸盐、胆汁酸盐的水合物、胆汁酸酯、胆汁酸衍生物或噬菌体。两亲性物质可以为自组装结构。两亲性物质的亲水部分可以暴露在自组装结构的外部。自组装结构可以具有球形、棒状或纤维状结构。两亲性物质的自组装结构可以包括核颗粒和包括自组装在该核颗粒上的两亲性物质的一个或多种壳。两亲性物质的亲水部分可以暴露在两亲性物质的自组装结构的外部。核颗粒可以具有球形或棒状结构。核颗粒可以是金属颗粒、金属氧化物颗粒或噬菌体。本专利技术的一个方面提供二维材料卷状物。该二维材料卷状物具有其中二维材料被卷起的结构，并且该结构在相邻二维材料片之间具有范德华相互作用并具有开口端部。该二维材料卷状物可以是包括空的内部的中空卷状物。本专利技术的一个方面提供制备二维材料卷状物的方法。首先，提供二维材料。通过在该二维材料上提供具有亲水部分和疏水部分的两亲性物质将二维材料卷起。结果，两亲性物质被设置在卷起结构的内部，由此形成卷状物复合体。二维材料可以被分散在溶剂中，由此提供二维材料分散体。两亲性物质的提供可以是将通过在溶剂中溶解两亲性物质制备的两亲性物质溶液与该二维材料分散体混合。在与二维材料分散体混合之前可以将两亲性物质溶液加热。此外，在与二维材料分散体混合之前可以将加热的两亲性物质溶液冷却。两亲性物质溶液包括核颗粒。通过对卷状物复合体的溶剂处理和/或热处理，可以去除至少部分两亲性物质，由此形成中空卷状物。所述溶剂可以是溶解两亲性物质的溶剂。热处理可以在200-800℃进行。有益技术效果如上所述，根据本专利技术，通过包括使用两亲性物质的二维材料的卷起可以容易地形成一维卷状物。而且，可以提供一维卷状物。附图说明图1-3是根据本专利技术的示例性实施方式按顺序说明制备卷状物的方法的示意图。图4是根据本专利技术的另一示例性实施方式说明制备卷状物的方法的示意图。图5、6和7是根据本专利技术的再一示例性实施方式说明制备卷状物的方法的示意图。图8和9是根据本专利技术的再一示例性实施方式说明制备卷状物的方法的示意图。图10显示了在制备实施例18的方法期间获得的氮化硼分散体的扫描电镜(SEM)图像(a)和透射电镜(TEM)图像(b)。图11显示了在制备实施例18的方法期间获得的氮化硼分散体的图像(a)，和该分散体和式4的胆汁酸衍生物溶液的混合溶液的图像(c)。图12显示了在制备实施例18中获得的氮化硼卷状物复合体材料的TEM图像(a)和高分辨(HR)-TEM图像(b,c,d,e,f)。图13显示了在制备实施例18的方法期间获得的氮化硼分散体的TEM图像(a)和氮化硼卷状物复合体材料的TEM图像(b、c和d)。图14显示了在制备实施例18的方法期间获得的层状(exfoliated)的h-BN(a)和制备实施例18中获得的BN卷状物复合体材料(b)的拉曼光谱图。图15显示了制备实施例18中获得的BN卷状物复合体材料(a)和制备实施例19中获得的BN卷状物复合体材料(b)的HR-TEM图像。图16显示了根据制备实施例79和80获得的BN卷状物的SEM图像(a,b)和TEM图像(c,d)。图17显示了通过在氮环境下热处理的根据制备实施例18获得的氮化硼、式4的胆汁酸衍生物和BN卷状物复合体的TGA图(a)和TEM图像(b)。图18显示了在制备实施例1的方法期间获得的石墨烯分散体的SEM图像。图19显示了在制备实施例1的方法期间获得的石墨烯分散体的图像(A)，和该分散体与式4的胆汁酸衍生物的混合溶液的图像(D)。图20显示了在制备实施例1中获得的石墨烯卷状物复合体材料的HR-TEM图像。图21显示了在制备实施例2的方法期间获得的层状石墨烯(G5分散体)、石墨烯粉末和制备实施例2中获得的石墨烯卷状物复合体材料(M-GNSs)的拉曼光谱图。图22显示了在制备实施例2的方法期间获得的石墨烯卷状物复合体材料的SEM图像。图23显示了根据制备实施例74获得的石墨烯卷状物的HR-TEM图像(A,B,C)，和根据制备实施例75获得的石墨烯卷状物的SEM图像(D,E,F)。图24显示了石墨、式4的胆汁酸衍生物和根据制备实施例1获得的、通过在氮环境下热处理获得的石墨烯卷状物复合体的TGA图(a)和TEM图像(b)。图25是在制备实施例17的方法期间获得的两亲性物质溶液的SEM图像。本专利技术的具体实施方式在下文中，为了更全面地解释本专利技术，将参考所附的附图进一步详细地描述根据本专利技术的示例性实施方式。然而，本专利技术可以以不同的形式体现并且不应当理解为限制到实施例，此处不进行描述。图1至3是根据本专利技术的示例性实施方式按顺序说明制备卷状物的方法的示意图。参照图1，提供二维材料30。该二维材料30是指具有纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
卷状物复合体，包含：具有开口端部的二维材料卷状物；和设置在该卷状物内部的两亲性物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.04 KR 10-2014-0025413;2015.02.25 KR 10-2011.卷状物复合体，包含：具有开口端部的二维材料卷状物；和设置在该卷状物内部的两亲性物质。2.权利要求1所述的复合体，其中，所述二维材料是选自由下述物质组成的组的单个物质：石墨烯、石墨烯氧化物、氮化硼、氮化碳硼(BCN)、氧化钨(WO3)、硫化钨(WS2)、硫化钼(MoS2)、碲化钼(MoTe2)和氧化锰(MnO2)，或是包括上述物质中的两种或更多种的堆叠的复合物质。3.权利要求1所述的复合体，其中，所述两亲性物质是表面活性剂、胆汁酸、胆汁酸盐、胆汁酸盐的水合物、胆汁酸酯、胆汁酸衍生物或噬菌体。4.权利要求3所述的复合体，其中，所述表面活性剂包括选自由下述物质组成的组的一种或多种化合物：十二烷基硫酸钠(SDS)、月桂基硫酸铵、月桂醇聚醚硫酸酯钠、烷基苯磺酸盐、鲸蜡基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基溴化铵、烷基三甲基铵盐、氯化十六烷吡啶(CPCl)、聚乙氧基化的牛脂胺(POEA)、苯扎氯铵(BAC)、苄索氯铵(BZT)、十二烷基甜菜碱、十二烷基二甲基胺氧化物、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基聚(环氧乙烷)、泊洛沙姆、泊洛沙胺、烷基聚葡糖苷、十六烷醇、脱氧胆酸钠、椰油酰胺MEA、椰油酰胺DEA、山梨聚糖酯、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、聚乙二醇羟基硬脂酸酯、聚氧乙烯乙醇酸酯化的天然或氢化蓖麻油、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、合成维生素E衍生物、聚氧乙烯烷基酯、脂肪酸microgol甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、和有机硅基表面活性剂。5.权利要求3所述的复合体，其中，所述胆汁酸由下式1表示[式1]其中，R1和R2各自独立地表示-H或-OH；R3是-(CONH-(CH2)n1)n2-Y1，n1是1或2，n2是1或0，且Y1是-COOH或-SO3H。6.权利要求5所述的复合体，其中，所述胆汁酸是选自由下述物质组成的组的至少一种：胆酸、鹅脱氧胆酸、脱氧胆酸、石胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸、甘氨脱氧胆酸、牛磺脱氧胆酸、甘氨石胆酸和牛磺石胆酸。7.权利要求5所述的复合体，其中，所述胆汁酸盐是甘氨鹅脱氧胆酸钠、牛磺鹅脱氧胆酸钠、牛磺胆酸钠、脱氢胆酸钠或脱氧胆酸钠。8.权利要求5所述的复合体，其中，所述胆汁酸盐的水合物是牛磺胆酸钠水合物或胆酸钠水合物。9.权利要求3所述的复合体，其中，所述胆汁酸衍生物由下式2表示：[式2]其中，n是0、1或2，R4至R7各自独立地是由式3表示的基团，[式3]其中，B1是选自由下述基团组成的组的一个基团：L1是-W1-、-Q1-、-Q2-W2-、-W3-Q1-W3-或-W4-Q2-W5-Q3-Q6-的连接基，W1、W2、W3、W4、W5和W6各自独立地是a1至a3各自是1-4的整数，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6各自独立地是G1是下式表示的基团：-SH、-NO2、-N3、-NCO、-OCN、-CN、-NH2、-CH3、-SO3H、＝O、-H或-OH，且m是0或1，且n是0或1。10.权利要求9所述的复合体，其中，所述胆汁酸衍生物是式4至20中的任一种：[式4](R)-N-(氨基甲基)-4-((3R,5R,8R,9S,10S,13R,14S,17R)-3-羟基-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊二烯并[a]菲-17-基)戊酰胺[式5](R)-甲基-4-((3R,5S,7R,8R,9S,10S,12S,13R,14S,17R)-3,7,12-三羟基-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊二烯并[a]菲-17-基)戊酸酯[式6](R)-4-((3R,5R,8R,9S,10S,13R,14S,17R)-3-羟基-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊二烯并[a]菲-17-基)-N-(羟基甲基)戊酰胺[式7](R)-N-(氨基甲基)-4-((3R,5S,7R,8R,9S,10S,12S,13R,14S,17R)-3,7,12-三羟基-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊二烯并[a]菲-17-基)戊酰胺[式8](R)-4-((3R,5R,7R,8R,9S,10S,13R,14S,17R)-7-羟基-10,13-二甲基-3-(磺氧)十六氢-1H-环戊二烯并[a]菲-...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东鹤，黄多荣，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR