表面改性的氧化钽纳米颗粒及其制备方法、利用该氧化钽纳米颗粒的X射线计算机断层摄影用造影剂及高介电薄膜技术

本发明专利技术涉及一种表面改性的氧化钽纳米颗粒及其制备方法、利用该氧化钽纳米颗粒的X射线计算机断层摄影用造影剂以及高介电薄膜。具体涉及表面改性的氧化钽纳米颗粒、包括（i）在包含表面活性剂的有机溶剂中添加包含水的水相，制备油包水微乳液的工序，（ii）向上述微乳液中导入钽前驱体的工序，（iii）在（ii）中获得的溶液中添加包含有机硅烷基团或膦基团的表面改性剂，使其进行反应的工序，（iv）从上述（iii）工序的反应物去除有机溶剂的工序，以及，（v）从在上述（iv）工序获得的混合物分离表面改性的氧化钽纳米颗粒的工序的表面改性的氧化钽纳米颗粒的制备方法、以及利用该氧化钽纳米颗粒的X射线计算机断层摄影用造影剂及高介电薄膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种表面改性的氧化钽纳米颗粒及其制备方法、利用该氧化钽纳米颗粒的X射线计算机断层摄影用造影剂及高介电薄膜。具体涉及表面改性的氧化钽纳米颗粒、包括(i)在包含表面活性剂的有机溶剂中添加包含水的水相(aqueous phase),制备油包水微乳液的工序，(i i )向上述微乳液中导入钽前驱体的工序，(i i i )在(i i )中获得的溶液中添加包含有机娃烧基团或膦(phosphine)基团的表面改性剂,使其进行反应的工序,(iv)从上述(iii)工序的反应物去除有机溶剂的工序，以及，(V)从在上述(iv)工序获得的混合物分离表面改性的氧化钽纳米颗粒的工序的表面改性的氧化钽纳米颗粒的制备方法、以及利用该氧化钽纳米颗粒的X射线计算机断层摄影用造影剂及高介电薄膜。
技术介绍
在过去的数十年中，纳米物质在各领域被看作是能够克服障碍的灵丹妙药，并受到广泛关注。纳米工程学在包括能量储存及转换、显示元件、生物图像以及其他生物应用、数据存储媒体、传感器及其他电磁元件以及催化剂等领域具有潜力。近年来，纳米尺寸的氧化钽因其独特的属性，受到研究人员的较大关注。例如，与娃相比，氧化钽具有良好的电绝缘性，是高介电(high-k dielectric)材料的良好替换对象。并且，由于氧化钽具备较高折射率、热学及化学稳定性、催化剂活性、不透射性(radiopacity)以及生物相容性(biocompatibility),其是用于抗反射涂层(anti-reflective coating)、水分离(water-splitting)催化剂、固定金属氧化物催化剂以及X射线造影剂等的理想材料。氧化钽纳米颗粒的合成以及应用是非常重要的。为了制造溶液工程(solution-processed)的电子及光学元件,多种溶剂中需要具有高均勻性以及良好分散性的纳米颗粒。通过适当的稳定性分子“加帽”的单分散性纳米颗粒的合成，从而能够制备纳米颗粒层构成的无缺陷(defect-free)薄膜。并且,在生物医学领域的应用中，简单的表面改性方法的改进非常重要。为了实现上述目的，纳米颗粒的表面需要改性成具备包含向上述颗粒赋予胶体分散性以及多功能的防污剂(antifouling agents)、药物、有机染料以及抗体的功能性部分(functional moieties)。另外，作为X射线CT造影剂，虽然碘化苯酸衍生物在注入碘时存在危险性以及副作用，但是目前还在使用，其分子量较低，能够从人体较快去除，因此难以标记病症位置。并且，在多个专利文献中将金纳米颗粒应用于X射线CT造影剂，但其成本较高。在韩国公开专利第10-2009-0108697号公开了利用氧化钽纳米颗粒的造影剂，但还未公开通过简单且低成本的方法，制备大量的表面改性的单分散性氧化钽纳米颗粒的方法及其应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种表面改性的氧化钽纳米颗粒的制备方法，该方法包括(i)在包含表面活性剂的有机溶剂中添加包含水的水相，制备油包水微乳液的工序；(ii)向所述微乳液中导入钽前驱体的工序；(iii)在所述(ii)工序获得的溶液中添加包含有机硅烷基团或膦基团的表面改性剂，使其进行反应的工序；(iv)从所述(iii)工序的反应物去除所述有机溶剂的工序；以及，(v)从在所述(iv)工序获得的混合物分离表面改性的氧化钽纳米颗粒的工序。本专利技术的另一目的在于提供一种包括氧化钽纳米颗粒；以及，通过膦基团或硅烷基团结合于所述氧化钽纳米颗粒的功能性物质的表面改性的氧化钽纳米颗粒。本专利技术的另一目的在于提供一种包括氧化钽纳米颗粒；以及，通过膦基团或硅烷基团结合于所述氧化钽纳米颗粒的功能性物质的X射线计算机断层摄影用造影剂。本专利技术的另一目的在于提供一种表面改性的氧化钽纳米颗粒/聚合物纳米组合物的制备方法，该方法包括(i)在包含表面活性剂的有机溶剂中添加包含水的水相，制备油包水微乳液的工序；(ii)向所述微乳液中导入钽前驱体的工序；(iii)在所述(ii)工序 获得的溶液中添加包含有机硅烷基团或膦基团的表面改性剂，使其进行反应的工序；(iv)从所述(iii)工序的反应物去除所述有机溶剂的工序；(v)从在所述(iv)工序获得的混合物分离表面改性的氧化钽纳米颗粒的工序；以及，(vi)将所述被分离的表面改性的氧化钽纳米颗粒添加到包含聚合物的溶液之后加热，去除所述溶剂的工序。本领域技术人员能够理解本专利技术中采用的大部分用语，但为了帮助理解本专利技术，给出如下定义。对于没有明确定义的部分，基于本领域技术人员原来理解的意思来解释。被称为计算机断层摄影或计算辅助断层摄影(CAT)以及断层X射线照相(bodysection roentgenography)的“X射线计算机断层摄影”、简称“CT”是采用断层摄影的医疗成像方法，数字处理过程为根据在单一旋转轴周围拍摄的一系列二维X射线图像制作对象(或被实验体)内部的三维图像。虽然集中讨论了计算机断层摄影，但本领域技术人员应该明白本专利技术适合所有类型的X射线成像。术语“X射线计算机断层摄影造影剂”是包括能够减少入射的X射线放射线的物质的制剂，以便减少通过关注的体积透射的放射线。CT图像改良及一般后处理之后，上述增加的X射线衰减被理解为所关注体积的密度的增加，在与背景组织相比，其在包含造影剂的体积内生成造影形状。本专利技术的用于X射线计算机断层摄像的造影剂能够适用于所有类型的X射线成像。术语“纳米颗粒”是指平均粒径约为InnTlOOOnm之间，或约1ηπΓ500ηηι之间的粒子，除了纳米颗粒的芯部，包括结合在其表面上的官能团。这样的纳米颗粒可以的球形，或是不规则形状。术语“微乳液(ME)方法”是指为了合成纳米颗粒，作为微反应器(miCToreactor)利用乳液内的水滴(water droplet)的方法。例如，使用非离子性表面活性剂的多种油包水(water-in-oil)ME系统用于合成单分散性娃石纳米颗粒。在这些系统中，表面活性剂分子在油相(oil phase)和水相(water phase)之间的表面以胶束结构结合。在受限的条件下，能够形成小于或等于约IOnm的均勻的胶束球(micelle spheres)。这些胶束球相互冲撞，分别交换各自的包含物。在上述每个胶束球内部，金属醇盐前驱体及酸/碱催化剂位于水相(aqueous phase)中。合成过程中，通过上述前驱体的加水分解及缩合(condensation),形成金属氧化物，这就是众所周知的溶胶-凝胶反应。关闭在均匀的球形胶束内的溶胶-凝胶反应能够促进单分散金属氧化物纳米颗粒的形成。不仅起到软模板的作用，胶束还起到妨碍上述纳米颗粒的凝集，保护其表面的作用。上述纳米颗粒的尺寸分布及凝集速度主要依赖于上述前驱体的反应速度及上述胶束的包含物交换速度之间的比例。对于上述纳米颗粒的生长动态(growth dynamics),可以通过调节相对于水的pH、电解质、表面活性剂、前驱体的浓度、水油相的比率来控制。微乳液合成的优点之一是可以通过改变相对于表面活性剂的水的比率来调节颗粒尺寸以及结构。并且，可以通过包括芯颗粒的微乳液系统添加前驱体来形成芯-壳结构，上述芯颗粒可能导致反胶束膨胀(reverse micelle swelling)。另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：玄泽焕，吴明焕，
申请(专利权)人：首尔大学校产学协力团，
类型：
国别省市：