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전기활성고분자 하이드로겔은 전기자극으로 인하여 화학자유에너지가 직접적으로 기계적 에너지로 변환되어 굽힘 또는 수축/이완의 작동 거동을 보이며, 근육 또는 편모와 섬모의 운동을 하는 살아있는 생물의 기관과 유사하며, 이러한 전기활성고분자 하이드로겔은 구동과 소형화가 쉽다는 장점을 가지고 있다. 이러한 면에서 전기활성고분자 하이드로겔은 의학, 의약, 음식, 농업, 화공 및 기계분야에서 상당한 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 새로운 하이드록시 부틸 아크릴레이트를 기반 물질로 한 전기활성고분자 하이드로겔을 합성시 가교제, 광개시제의 비율 및 자외선 강도, 자외선 조사 시간에 따른 하이드로겔의 기계적 특성을 평가 하였으며, 전압에 따른 굽힘 각도를 측정 하였다. 낮은 전압에서 최고의 성능을 내는 전기활성고분자 하이드로겔 개발을 위하여 하이드로겔의 스트립의 길이, 폭, 높이에 따른 굽힘각도를 측정하여 최적의 조건을 찾아 냈으며 6개월 이상의 장기간의 테스트에서도 굽힘 각도의 감소 없이 작동 하는 높은 내구성을 보여 주었다. 첫번째로 합성된 전기활성 ...

전기활성고분자 하이드로겔은 전기자극으로 인하여 화학자유에너지가 직접적으로 기계적 에너지로 변환되어 굽힘 또는 수축/이완의 작동 거동을 보이며, 근육 또는 편모와 섬모의 운동을 하는 살아있는 생물의 기관과 유사하며, 이러한 전기활성고분자 하이드로겔은 구동과 소형화가 쉽다는 장점을 가지고 있다. 이러한 면에서 전기활성고분자 하이드로겔은 의학, 의약, 음식, 농업, 화공 및 기계분야에서 상당한 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 새로운 하이드록시 부틸 아크릴레이트를 기반 물질로 한 전기활성고분자 하이드로겔을 합성시 가교제, 광개시제의 비율 및 자외선 강도, 자외선 조사 시간에 따른 하이드로겔의 기계적 특성을 평가 하였으며, 전압에 따른 굽힘 각도를 측정 하였다. 낮은 전압에서 최고의 성능을 내는 전기활성고분자 하이드로겔 개발을 위하여 하이드로겔의 스트립의 길이, 폭, 높이에 따른 굽힘각도를 측정하여 최적의 조건을 찾아 냈으며 6개월 이상의 장기간의 테스트에서도 굽힘 각도의 감소 없이 작동 하는 높은 내구성을 보여 주었다. 첫번째로 합성된 전기활성 고분자 하이드로겔을 미세유체칩에 적용시켜 상용 1.5V AA 배터리만으로 6개월간 작동되는 전력소모가 매우 작은 마이크로펌프를 개발 하였다. CFD 분석을 통하여 마이크로 채널 내에서 유동을 흐름을 예측하여, 최고의 성능을 낼 수 있는 미세유체칩을 디자인 하였으며, 항암제를 펌핑 하여 농도에 따른 유방암세포의 생존율을 측정 하였다. 낮은 전력으로 장기간 작동되는 휴대용 펌프로서의 충분한 가능성을 보여 주었다. 두번째로 전기활성고분자 하이드로겔를 미세유체칩에 적용시켜 마이크로 파티클과 쥐의 배아를 분류하는 액추에이터를 개발 하였다. 본 시스템을 통과한 쥐 배아의 특성이 통과하기 전의 쥐 배아와 같이 유지되는지 확인하기 3배엽 (내배엽, 중배엽, 외배엽)으로 잘 분화가 된 것을 면역화학염색과 중합효소 연쇄반응으로 확인 하였다. 이는 세포 배양 배지 환경 하에서도 작동하는 첫번째 전기활성 고분자 하이드로겔로 평가 받고 있다. 마지막으로 광중합 방법으로 전기장에 반응이 있는 부분과 없는 부분을 마이크로 스케일로 패터닝하여 문어, 정자, 다족류의 운동을 모사하여 이동을 하면서 글로코즈 센싱, 약물전달, 타겟을 수송/포획/방출 하는 기능을 가진 마이크로봇을 제작 하였다. 이 논문에서 하이드록시 부틸 아크릴레이트를 기반으로 하는 전기활성 고분자 하이드로겔을 합성하여 생물조직의 움직임을 모사한 마이크로봇을 제작하고 미세유체칩에 최초로 적용하여 분류기와 펌프로 개발된 이 기술은 다양한 방면에서 학문적 산업적 응용이 활발히 이루어 것으로 예상된다.

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