이번 연구에서는 금속 층상 이중수산화물(LDH) nanosheet와 생체 고분자인 키토산고분자를 이용한 복합소재를 제조하였다. LDH는 높은 표면적을 가지고 있어 물질 전달 시스템에 유리하며 높은 화학적, 열적 안정성을 가지고 있어 물질 보호에 적합하다고 할 수 있다. 키토산 고분자는 천연 고분자로서 낮은 독성, 높은 ...
이번 연구에서는 금속 층상 이중수산화물(LDH) nanosheet와 생체 고분자인 키토산고분자를 이용한 복합소재를 제조하였다. LDH는 높은 표면적을 가지고 있어 물질 전달 시스템에 유리하며 높은 화학적, 열적 안정성을 가지고 있어 물질 보호에 적합하다고 할 수 있다. 키토산 고분자는 천연 고분자로서 낮은 독성, 높은 생체 적합성을 가지고 있으며 화학적으로 안정하다. 본 연구에서는 LDH nanosheet와 키토산 고분자의 사용 형태에 따라 2 가지 복합 소재를 제조 하였다. 첫 번째 연구에서는 exfoliated LDH nanosheet와 succinylated chitosan 고분자의 electrostatic interaction을 통해 porous한 구조의 복합소재를 제조하였다. 복합소재의 구조는 XRD 패턴을 통해 확인하였다. Bulk LDH 입자는 아주 소량의 fluorescein 이온을 흡착하는 반면 복합소재는 95 % 이상의 fluorescein 이온을 흡수함을 photoluminescence spectroscopy를 통해 확인하였다. Retinol 분자 흡수 역시 UV-Vis spectroscopy를 통해 확인하였다. 두 번째 연구에서는 calcined LDH의 reconstruction과정에서 키토산 수용액을 활용해 수 nm의 LDH nanosheet가 형성되는 과정을 이용한 porous한 복합소재를 제조하였다. Calcination- reconstruction과정에서 형성되는 키토산 고분자와 CLDH 간의 수소 결합을 이용했다. retinol이 담지된 niosome을 이용해 흡수 실험을 진행하였고 retinol의 최대 흡수 파장인 325 nm에서의 흡광도를 확인하기 위해 복합소재의 UV-Vis spectroscopy를 측정해 niosome이 복합 소재 내부에 존재하는 것을 확인하였다. Niosome의 흡수는 복합소재의 porous한 구조에 의한 것이며 BET 결과를 통해 확인하였다. Bulk LDH (8.3 m2/g)와 비교해 복합소재 (64.4 m2/g)의 비표면적이 크게 증가하였다. 따라서 복합소재의 porous한 구조와 LDH nanosheet의 화학적 안정성을 이용해 유무기 복합소재를 나노캐리어로서 활용할 수 있다고 확인하였다. 또한 LDH와 키토산 고분자의 생체 적합성에 의해 복합소재를 화장품 분야에서 또한 활용될 수 있다.
이번 연구에서는 금속 층상 이중수산화물(LDH) nanosheet와 생체 고분자인 키토산 고분자를 이용한 복합소재를 제조하였다. LDH는 높은 표면적을 가지고 있어 물질 전달 시스템에 유리하며 높은 화학적, 열적 안정성을 가지고 있어 물질 보호에 적합하다고 할 수 있다. 키토산 고분자는 천연 고분자로서 낮은 독성, 높은 생체 적합성을 가지고 있으며 화학적으로 안정하다. 본 연구에서는 LDH nanosheet와 키토산 고분자의 사용 형태에 따라 2 가지 복합 소재를 제조 하였다. 첫 번째 연구에서는 exfoliated LDH nanosheet와 succinylated chitosan 고분자의 electrostatic interaction을 통해 porous한 구조의 복합소재를 제조하였다. 복합소재의 구조는 XRD 패턴을 통해 확인하였다. Bulk LDH 입자는 아주 소량의 fluorescein 이온을 흡착하는 반면 복합소재는 95 % 이상의 fluorescein 이온을 흡수함을 photoluminescence spectroscopy를 통해 확인하였다. Retinol 분자 흡수 역시 UV-Vis spectroscopy를 통해 확인하였다. 두 번째 연구에서는 calcined LDH의 reconstruction과정에서 키토산 수용액을 활용해 수 nm의 LDH nanosheet가 형성되는 과정을 이용한 porous한 복합소재를 제조하였다. Calcination- reconstruction과정에서 형성되는 키토산 고분자와 CLDH 간의 수소 결합을 이용했다. retinol이 담지된 niosome을 이용해 흡수 실험을 진행하였고 retinol의 최대 흡수 파장인 325 nm에서의 흡광도를 확인하기 위해 복합소재의 UV-Vis spectroscopy를 측정해 niosome이 복합 소재 내부에 존재하는 것을 확인하였다. Niosome의 흡수는 복합소재의 porous한 구조에 의한 것이며 BET 결과를 통해 확인하였다. Bulk LDH (8.3 m2/g)와 비교해 복합소재 (64.4 m2/g)의 비표면적이 크게 증가하였다. 따라서 복합소재의 porous한 구조와 LDH nanosheet의 화학적 안정성을 이용해 유무기 복합소재를 나노캐리어로서 활용할 수 있다고 확인하였다. 또한 LDH와 키토산 고분자의 생체 적합성에 의해 복합소재를 화장품 분야에서 또한 활용될 수 있다.
Nanocomposite of chitosan biopolymer and layered double hydroxide (LDH) nanosheet is developed for the adsorption of ionic and non-ionic spherical vesicles such as liposome and niosome. The LDH is layered inorganic materials composed of permanently positively charged metal hydroxide layers and inter...
Nanocomposite of chitosan biopolymer and layered double hydroxide (LDH) nanosheet is developed for the adsorption of ionic and non-ionic spherical vesicles such as liposome and niosome. The LDH is layered inorganic materials composed of permanently positively charged metal hydroxide layers and interlayer balancing anions that are chemically exchangeable. The chitosan polymer is incorporated into the LDH matrix during the reconstruction process of calcined LDH, which is a structural recovery process of thermally de-structured LDH materials. The calcination-reconstruction produces few nm-thick LDH nanosheets in comparison with its pristine LDH of few hundreds thickness. Combination of exfoliated LDH nanosheet with succinylated chitosan gave a porous nanocomposite, which is supported by broad (110) reflection of the composite in XRD measurement. The pristine LDH particles can only absorb a very small amount of fluorescein ions on the particle surface, so no significant reduction in PL spectra, however, the nanocomposite of LDH and succinylated chitosan polymer exhibits over 95 % uptake of fluorescein ions. Reconstruction of LDH with chitosan biopolymer in water resulted in larger FWHM values in (003) and (006) peaks compared to the case of pristine LDH, indicating that a thickness of LDH particles reduced into a few nanometer sizes. The nanocomposite of reconstructed LDH and chitosan biopolymer is used as a hybrid carrier for retinol, which is encapsulated by noisome, a sphere type of vesicle. The niosome incorporated nanocomposite has a sharp peak at 326 nm corresponding to the characteristic adsorption of retinol due to the incorporation of niosome vesicles into porous structure of the nanocomposites. This result is also supported by BET results that showed the change of specific surface areas of the dried ones: pristine LDH (8.3 m2/g), recovered LDH (47.6 m2/g), and chitosan-LDH nanocomposite (64.4 m2/g), respectively. Considering the porous structure and chemically stable inorganic nanosheet of the nanocomposite, the chitosan-LDH nanocomposites can be potentially used as hybrid vesicle carriers with chemical and photostability. In addition, biocompatibility of chitosan biopolymer and LDH mineral will open new applications in cosmetics.
Nanocomposite of chitosan biopolymer and layered double hydroxide (LDH) nanosheet is developed for the adsorption of ionic and non-ionic spherical vesicles such as liposome and niosome. The LDH is layered inorganic materials composed of permanently positively charged metal hydroxide layers and interlayer balancing anions that are chemically exchangeable. The chitosan polymer is incorporated into the LDH matrix during the reconstruction process of calcined LDH, which is a structural recovery process of thermally de-structured LDH materials. The calcination-reconstruction produces few nm-thick LDH nanosheets in comparison with its pristine LDH of few hundreds thickness. Combination of exfoliated LDH nanosheet with succinylated chitosan gave a porous nanocomposite, which is supported by broad (110) reflection of the composite in XRD measurement. The pristine LDH particles can only absorb a very small amount of fluorescein ions on the particle surface, so no significant reduction in PL spectra, however, the nanocomposite of LDH and succinylated chitosan polymer exhibits over 95 % uptake of fluorescein ions. Reconstruction of LDH with chitosan biopolymer in water resulted in larger FWHM values in (003) and (006) peaks compared to the case of pristine LDH, indicating that a thickness of LDH particles reduced into a few nanometer sizes. The nanocomposite of reconstructed LDH and chitosan biopolymer is used as a hybrid carrier for retinol, which is encapsulated by noisome, a sphere type of vesicle. The niosome incorporated nanocomposite has a sharp peak at 326 nm corresponding to the characteristic adsorption of retinol due to the incorporation of niosome vesicles into porous structure of the nanocomposites. This result is also supported by BET results that showed the change of specific surface areas of the dried ones: pristine LDH (8.3 m2/g), recovered LDH (47.6 m2/g), and chitosan-LDH nanocomposite (64.4 m2/g), respectively. Considering the porous structure and chemically stable inorganic nanosheet of the nanocomposite, the chitosan-LDH nanocomposites can be potentially used as hybrid vesicle carriers with chemical and photostability. In addition, biocompatibility of chitosan biopolymer and LDH mineral will open new applications in cosmetics.
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