[논문]코아 가교 양친성 고분자 나노입자 템플레이트를 이용한 무기물 나노 구조체 합성

김현지; 김나혜; 김주영

doi:10.17702/jai.2015.16.1.6

코아 가교 양친성 고분자 나노입자 템플레이트를 이용한 무기물 나노 구조체 합성
Use of Core-Crosslinked Amphiphilic Polymer Nanoparticles as Templates for Synthesis of Nanostructured Inorganic Materials 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.16 no.1, 2015년, pp.6 - 14

김현지 (강원대학교 신소재공학과) , 김나혜 (강원대학교 신소재공학과) , 김주영 (강원대학교 신소재공학과)

초록
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본 연구에서는 양친성 반응성 고분자 전구체를 합성하고 이를 사용하여 화학적, 물리적으로 안정한 코아 가교 양친성 고분자(Core-crosslinked Amphiphilic Polymer; 이하 CCAP) 나노입자를 제조하였으며, CCAP 나노입자를 $TiO_2$ 나노입자 제조의 템플레이트로 응용하였다. 먼저 CCAP 나노입자 수용액과 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide)를 혼합하여, 매우 안정한 유/무기 나노하이브리드 솔(Sol)을 제조하였으며, 제조된 솔(Sol)은 회전코팅(Spin coating) 기법을 통해 유/무기 하이브리드 박막으로 제조하고, 소결 공정을 통해서 템플레이트인 CCAP를 제거하여 제조된 $TiO_2$ 나노입자의 미세구조를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여서 관찰하였다. 다양한 CCAP 나노입자를 템플레이트로 사용하여 제조된 $TiO_2$ 나노입자의 미세구조를 기존 유기물 템플레이트(계면활성제)를 사용하여 제조된 $TiO_2$ 나노입자의 미세구조와 비교하여, CCAP 나노입자가 $TiO_2$ 나노입자 구조에 미치는 영향을 조사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, physically and chemically stable core-crosslinked amphiphilic polymer (CCAP) nanoparticles were prepared using amphiphilic reactive precursors via soap-free emulsion process. Obtained CCAP nanoparticles were used as templates for synthesis of nanostructured $TiO_2$ nanoparticles. First, CCAP nanoparticles dispersed aqueous solutions were mixed with titanium isopropoxide to prepare stable organic-inorganic hybrid sols, and then obtained sols were spin coated onto glass substrate to prepare hybrid thin films onto glass, and then hybrid thin films were calcinated at various temperature to remove CCAP. Nanostructure of calcinated thin fims were examined by SEM. To study effect of CCAP nanoparticles on nanostructure of $TiO_2$ nanoparticles, the morphology of $TiO_2$ nanoparticles prepared using various CCAP templates was compared with that of $TiO_2$ nanoparticles prepared using conventional organic template, nonionic surfactant, Triton X-100.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 다양한 친수성/소수성 비율과 화학적 조성으로 인해서 다양한 입자 크기를 가지는 CCAP 나노입자를 무기물 나노입자 제조 시, 템플레이트로 사용하였을 때, 제조된 무기물 나노 입자들의 나노구조를 조사하여서 CCAP 나노입자가 무기물 나노입자의 나노 구조 형성에 미치는 영향을 조사하였고, 기존 계면활성제 템프레이트와 비교하여서, CCAP나노 입자와 계면활성제의 나노 구조의 차이가 무기물 나노입자의 나노 구조 형성에 미치는 영향을 조사하였다.

제안 방법

27 g의 HCl을 천천히 첨가하고 교반하였다. 5 min 정도 교반 후, CCAP 나노입자들과 비이온 계면활성제인 Triton X-100이 10 wt%의 농도로 각각 분산, 용해되어있는 수용액 10 g을 상기 혼합 용액에 각각 천천히 첨가하고 마개를 닫고 다시 5 min 가량 교반하여서 전형적인 가수분해-응축(Hydrolysis-condensation) 반응을 통해서 TiO₂ 솔(Sol)을 제조하였고, Sol의 안정성 확인을 위해, 반응 후 용액을 상온에 정치하고 관찰하였다.
NARO 1000과 MMA 공중합체로 이루어진 CCAP 나노입자를 제조하기 위해서, NARO 1000과 MMA 혼합 용액을 수상에 분산시킨 후, 전술한 무유화 중합공정을 사용하였다. 무유화 중합은 질소 주입구, 냉각기, 기계 교반기가 장착된 500 mL 파이렉스 3구 유리반응기에서 수행하였다.
NARO를 사용하여 제조된 모든 CCAP 나노입자의 입자크기는 Dynamic Light Scattering (DLS, Zetasizer Nano ZSP, Malvern Instrument, UK)을 사용하여 측정하였으며, CCAP와 계면활성제인 Triton X-100이 1 wt%의 농도로 존재하는 수용액의 표면장력을 표면장력계(Sigma 702ET, Biolin Scientific, Sweden)를 사용하여서 측정하였다. 제조된 TiO₂ 나노구조 박막의 템플레이트 제거를 위한 최적화된 열처리 조건을 조사하기 위해 TGA (SDT Q600, TA instruments, USA)를 이용하여 분석하였으며 시료는 수분을 제거하고 질소분위기 하, 10°C/min 승온 속도로 20∼80°C 범위에서 분석을 진행하였다.
TiO2 나노구조의 미세구조는 Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM, JSM-6701F/X-MAX, JEOL, JAPAN)을 사용하였고 제조 시 사용된 템플레이트의 종류, 소결 온도에 따른 구조를 관찰하였다.
TiO₂ 솔(Sol)을 Spin Coater를 사용하여 2500 rpm에서 20 s간 유지하여 유리기재에 코팅하여 박막을 형성시켰다. 유리 기재는 20 × 20 mm Slide Glass를 사용하였으며, 회전코팅(Spin coating) 전에 Acetone으로 채워져 있는 유리 용기에 넣어 초음파처리(Sonication) 후 건조하여 사용하였다.
제조된 TiO₂ 나노구조 박막의 템플레이트 제거를 위한 최적화된 열처리 조건을 조사하기 위해 TGA (SDT Q600, TA instruments, USA)를 이용하여 분석하였으며 시료는 수분을 제거하고 질소분위기 하, 10°C/min 승온 속도로 20∼80°C 범위에서 분석을 진행하였다. TiO₂의 소결 온도에 따른 결정성은 High Resolution X-Ray Diffractometer (HR-XRD, D/Max-2500V, Rigaku, JAPAN)를 사용하여 확인하였으며 이때 Target은 Cu, 가속전압 40 kV, 150 mA을 조건으로 실시하였다. TiO₂ 나노구조의 미세구조는 Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM, JSM-6701F/X-MAX, JEOL, JAPAN)을 사용하였고 제조 시 사용된 템플레이트의 종류, 소결 온도에 따른 구조를 관찰하였다.
Triton X-100과 CCAP 나노입자를 각각 사용하여서 제조한 TiO₂ 솔(Sol)의 용액안정성 테스트를 위해, 제조된 솔(Sol) 용액을 교반하지 않고, 상온에 방치하여 변화를 관찰하였다. Triton X-100-TiO₂ 솔(Sol)의 경우 3일 정도가 경과한 시점부터 용액의 색이 점점 푸른빛으로 변화하며, 석출이 발생하였지만, CCAP-TiO₂ 솔(Sol)의 경우에는 3일이 경과하여도 용액의 색이 전혀 변화하지 않았다.
무유화 중합은 질소 주입구, 냉각기, 기계 교반기가 장착된 500 mL 파이렉스 3구 유리반응기에서 수행하였다. 공용매인 Acetone에 NARO와 MMA를 2 : 1의 무게비로 혼합하고 용해시키고, 제조된 혼합 용액을 DDI (Distilled De-ionized) Water 100 g이 위치한 유리 반응기에 상기 혼합용액을 소량씩 첨가하였다. 혼합용액은 총 5단계로 나누어 60 min 간격으로 첨가하여 반응하였으며, 마지막 단량체 혼합용액이 첨가된 후 개시제인 KPS 0.
NARO 1000과 MMA 공중합체로 이루어진 CCAP 나노입자를 제조하기 위해서, NARO 1000과 MMA 혼합 용액을 수상에 분산시킨 후, 전술한 무유화 중합공정을 사용하였다. 무유화 중합은 질소 주입구, 냉각기, 기계 교반기가 장착된 500 mL 파이렉스 3구 유리반응기에서 수행하였다. 공용매인 Acetone에 NARO와 MMA를 2 : 1의 무게비로 혼합하고 용해시키고, 제조된 혼합 용액을 DDI (Distilled De-ionized) Water 100 g이 위치한 유리 반응기에 상기 혼합용액을 소량씩 첨가하였다.
본 연구에서 제조한 CCAP 나노입자와 계면활성제 Triton X-100을 이용하여서 제조된 TiO₂ 솔(Sol)을 유리 기판에 코팅하여서 제조된 박막에서 템플레이트인 나노입자와 계면활성제 Triton X-100을 제거를 위한 최적화 온도를 조사하기 위해 TGA 분석을 수행한 결과를 Figure 2에 제시하였다. Figure 2에 나타난 바와 같이 1차적으로 100°C에서 200°C 사이에 H₂O와 외부 PEG체인에 의하여 일차적으로 분해가 일어나며, 300°C∼400°C 사이에서 PPO 체인의 코아에 의한 2차 열분해가 일어나는 것으로 사료된다.
본 연구에서는, 기존의 계면활성제와 양친성 블록공중합체처럼 마이셀과 같은 자가 회합구조를 형성할 수 있는 고분자 전구체 형태의 비이온성 양친성 반응성 전구체를 합성하고 이를 이용하여서 소수성 코어(Core) 부분이 화학적으로 결합된 새로운 형태의 양친성 고분자 나노입자를 제조하여서, 나노 구조를 가지는 무기물 입자의 제조에 템플레이트로 사용하였다. Figure 1에 나타낸 것처럼, 본 연구에 사용한 양친성 반응성 전구체는 친수성 세그먼트인 친수성 폴리에틸렌 옥시드(Polyethylene Oxide), 소수성 세그먼트로 소수성 폴리프로필렌 옥시드(Polypropylene Oxide)를 동시에 가지고 있으면서 소수성 세그먼트에 반응성 비닐기가 결합된 형태이다.
비이온성 양친성 반응성 전구체는 기계식 교반기, 질소 유입구, 온도계가 장착된 3구 유리 반응기내에서 3단계인 합성 공정을 통해서 진행하였다. 질소 분위기 하에 260, 700, 1000 g/mol의 분자량을 갖는 GP와 2,4-TDI를 반응 몰비 1 : 3으로 70∼80°C에서 교반 반응시켜 NCO-terminated 전구체를 형성시킨다.
상기 과정으로 얻어진 합성물에 분자량이 1305∼1595 g/mol인 PEG를 첨가 후 12 h 동안 반응시켜 최종적으로 비닐기가 도입된 비이온성 양친성 반응성 전구체를 합성하였다.
제조된 TiO2 나노구조 박막의 템플레이트 제거를 위한 최적화된 열처리 조건을 조사하기 위해 TGA (SDT Q600, TA instruments, USA)를 이용하여 분석하였으며 시료는 수분을 제거하고 질소분위기 하, 10°C/min 승온 속도로 20∼80°C 범위에서 분석을 진행하였다.
3 g을 첨가하고 350 rpm으로 일정하게 교반하면서 질소를 주입하고, 70°C Oil-bath에서 중합반응을 개시하였으며, 약 12 h 동안 교반 반응시킨 후 종결하였다. 제조된 나노 입자는 CCAP (NARO-co-MMA) 나노 입자로 명명하였으며, 나노 입자의 크기는 동적 광산란(Dynamic light scattering, DLS) 장비를 이용하여서 측정하였다.
CCAP 나노입자의 제조는 무유화(Soap-free) 라디칼 중합공정을 통해서 제조하였다. 중합은 질소 주입구, 냉각기, 시료 주입구가 장착된 500 mL 파이렉스 3구 유리반응기에서 진행하였다. 앞서 합성된 전구체(NARO) 10 g을 70 g DDI (Distilled De-ionized) Water에 넣어 교반하면서 혼합하면 투명하면서 밝은 푸른 빛을 띠는 콜로이드용액이 형성된다.
코팅된 모든 유리 기재들은 24 h 동안 상온에서 숙성과정을 거친 후, 1 °C/min의 승온 속도로 500°C까지 올린 후, 3 h 동안 유지하여 사용된 템플레이트를 제거하였으며, 소결 온도에 따른 미세구조 관찰을 위해 동일한 승온 속도로 100, 200, 400°C에서 소결을 진행하였다.
혼합용액은 총 5단계로 나누어 60 min 간격으로 첨가하여 반응하였으며, 마지막 단량체 혼합용액이 첨가된 후 개시제인 KPS 0.3 g을 첨가하고 350 rpm으로 일정하게 교반하면서 질소를 주입하고, 70°C Oil-bath에서 중합반응을 개시하였으며, 약 12 h 동안 교반 반응시킨 후 종결하였다.

대상 데이터

CCAP 나노입자의 제조는 무유화(Soap-free) 라디칼 중합공정을 통해서 제조하였다. 중합은 질소 주입구, 냉각기, 시료 주입구가 장착된 500 mL 파이렉스 3구 유리반응기에서 진행하였다.
본 연구에서는, 기존의 계면활성제와 양친성 블록공중합체처럼 마이셀과 같은 자가 회합구조를 형성할 수 있는 고분자 전구체 형태의 비이온성 양친성 반응성 전구체를 합성하고 이를 이용하여서 소수성 코어(Core) 부분이 화학적으로 결합된 새로운 형태의 양친성 고분자 나노입자를 제조하여서, 나노 구조를 가지는 무기물 입자의 제조에 템플레이트로 사용하였다. Figure 1에 나타낸 것처럼, 본 연구에 사용한 양친성 반응성 전구체는 친수성 세그먼트인 친수성 폴리에틸렌 옥시드(Polyethylene Oxide), 소수성 세그먼트로 소수성 폴리프로필렌 옥시드(Polypropylene Oxide)를 동시에 가지고 있으면서 소수성 세그먼트에 반응성 비닐기가 결합된 형태이다. 이러한 양친성 반응성 전구체는 소수성 세그먼트와 친수성 세그먼트를 한 분자 내에 가지고 있는 양친성 물질이므로, 물과 혼합되면 마이셀(Micelle)과 같은 양친성 나노입자 형태로 물에서 안정적으로 나노 분산되며, 이후 일반적인 무유화 에멀젼 중합(Soap-free Emulsion Polymerization) 공정을 통해 소수성 코어(Core) 부분이 화학적 가교 결합이 되어있는 코아 가교 양친성 고분자 나노입자(Core-Crosslinked Amphiphilic Polymer Nanoparticle 이하 CCAP)로 변환된다.
TiO2 나노입자가 코팅된 박막을 제조하기 위해, 금속 알콕사이드(Alkoxide)는 Titanium (IV) Isopropoxide(이하 TTIP)를 사용하였으며, GP와 PEG는 합성 24 h 전 80°C에서 감압 하에 건조 후 사용하였고, 그외의 시약은 별도의 정제과정을 거치지 않고 사용하였다.
, Ltd, USA)를 사용하였다. 또한, CCAP 나노입자와 비교를 위해서 대표적인 비이온 계면활성제인 Triton X-100 (polyoxyethylene (10) octylphenol, Mw = 646, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA)를 구입하여 별도의 정제없이 사용하였다.
양친성 반응성 전구체 물질의 합성에는 Glycerol Propoxylate (GP, Mw = 260, 700, 1000 g/mol, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA), 2,4-Toluene Diisocyanate(2,4-TDI, Mw = 174.16 g/mol, Junsei Chemical Co., Ltd, Japan), 2-Hydroxyethyl Methacrylate (2-HEMA, Mw = 130.14 g/mol, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA), Polyethylene Glycol (PEG, Mw = 1305∼1595 g/mol, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA), 용매로는 Acetone (Mw = 58.08 g/mol, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA)을 사용하였으며, 코아 가교 양친성 고분자 나노입자의 제조 시 사용된 개시제(Initiator)는 Potassium persulfate (KPS)를 사용하였고, Methyl Methacrylate (MMA) (Mw = 100.12 g/mol, Sigma Aldrich Co., Ltd, USA)를 사용하였다.
유리 기재는 20 × 20 mm Slide Glass를 사용하였으며, 회전코팅(Spin coating) 전에 Acetone으로 채워져 있는 유리 용기에 넣어 초음파처리(Sonication) 후 건조하여 사용하였다.
제조된 CCAP 나노 입자의 입자크기는 NARO 합성 시 사용된 소수성 GP와 친수성 PEG의 분자량 조합에 따라 변화하였으며, 입자 크기는 32∼49 nm 범위에 있었다.

성능/효과

100°C에서 소결 후에 TiO2 나노입자에 대한 결정성 엑스선 회절 패턴을 확인할 수 없으며, 이는 100°C 소결 후에는 TiO2가 무정형(Amorphous)인 것을 확인할 수 있었다.
나노구조체의 FE-SEM사진이다. CCAP 나노입자와 동일하게 작은 나노입자들이 모여 TiO₂ Cluster 형태로 존재하는 것을 확인하였으며, Cluster의 크기는 CCAP (NARO-co-MMA)가 약 82 nm 정도로, CCAP 1000을 템플레이트로 사용하여서 제조한 경우보다 큰 Cluster 크기를 나타내었다. 이는 CCAP(NARO-co-MMA) 입자 크기가 CCAP 1000보다 크기 때문인 것으로 생각된다.
제조된 CCAP 나노 입자의 입자크기는 NARO 합성 시 사용된 소수성 GP와 친수성 PEG의 분자량 조합에 따라 변화하였으며, 입자 크기는 32∼49 nm 범위에 있었다. NARO의 PEO의 분자량을 동일하게 두고 PPO 체인의 분자량이 증가할수록, 제조된 나노 입자의 크기가 작아지는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 분자량이 1500 g/mol PEO와 분자량이 1000 g/mol PPO를 사용하여서 합성된 NARO가 상대적으로 우수한 계면활성능을 가지고 있기 때문에 가장 작은 나노 입자를 물에서 형성하는 것으로 해석된다.
TiO2 나노구조체를 소결 온도를 다양하게 하여 미세구조를 조사한 결과, 비교적 균일하고 작은 나노입자들이 소결 온도가 증가할수록 Cluster와 같이 하나의 집합체를 형성하는 것을 확인할 수 있었으며, 동시에 500°C에서 소결했을 경우에 TiO2 Anatase 결정이 형성되는 것을 확인하였다.
Figure 8에 나타낸 것처럼, CCAP 나노입자의 경우, 전구체인 NARO가 물속에 회합하여서 마이셀과 같은 나노 입자를 형성하고 이후 소수성 코아 부분이 화학적 결합으로 단단히 고정된 구조이므로, 계면활성제인 Triton X-100과는 달리, TTIP와 반응하면서 양친성 분자들이 재배열하기 어렵다. 따라서 CCAP 나노입자가 분산되어 있는 콜로이드 수용액에 TTIP가 첨가되면, CCAP 나노입자의 바깥쪽에 존재하는 Polyethylene oxide의 OH 그룹들과 TTIP가 반응하며, 이후 가수분해-응축(Hydrolysis-condensation) 반응 과정 중에서 TiO₂ 입자들이 나노 크기로 생성되고 안정화시키는 역할을 하는 것으로 생각된다. 따라서 TTIP와 CCAP 나노입자의 표면에서만 생성되고 안정화되는 것으로 생각할 수 있다.
동일한 농도에서 비이온 계면활성제인 Triton X-100가 용해되어 있는 수용액과 유사한 표면 장력을 나타내고 있다. 따라서 물속에 존재하는 CCAP 나노입자들도 일반적인 계면활성제처럼 계면활성능력을 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
CCAP 나노 입자를 사용하여서 제조한 TiO₂ 솔(Sol)은 6일 경과 후부터 용액의 색이 다소 푸른색으로 변화하였으며 오랜 시간 방치 후에도 약간의 침전만이 발생하였다. 따라서 일반적인 계면활성제보다는 코아 부분이 가교된 양친성 고분자 나노입자인 CCAP 나노입자가 더 우수한 솔(Sol) 안정화 효과를 가지고 있는 것으로 확인되었다.
TiO₂ 나노구조체를 소결 온도를 다양하게 하여 미세구조를 조사한 결과, 비교적 균일하고 작은 나노입자들이 소결 온도가 증가할수록 Cluster와 같이 하나의 집합체를 형성하는 것을 확인할 수 있었으며, 동시에 500°C에서 소결했을 경우에 TiO₂ Anatase 결정이 형성되는 것을 확인하였다. 또한, 계면활성제를 템플레이트로 사용했을 경우와 비교했을 때 CCAP 나노입자를 템플레이트로 사용했을 경우에 매우 다른 모폴로지를 가지는 TiO₂ 나노입자가 제조되는 것을 확인하였으며, 제조된 솔(Sol)의 안정성 테스트결과 역시 CCAP 나노입자를 사용할 경우 더 오랜 기간 안정하였다. 이렇게 동일한 조건(TTIP 농도, 솔-젤(Sol-gel) 반응 조건 및 소결 온도)에서, Triton X-100과 CCAP가 전혀 다른 나노 구조를 가지고 있는 TiO₂ 박막을 형성하는 것은 CCAP 나노 입자가 Triton X-100의 회합체와는 달리 소수성 코아 부분이 화학적으로 고정된 특이한 형태의 회합구조를 가지고 있기 때문이다.
상기 과정으로 얻어진 합성물에 분자량이 1305∼1595 g/mol인 PEG를 첨가 후 12 h 동안 반응시켜 최종적으로 비닐기가 도입된 비이온성 양친성 반응성 전구체를 합성하였다. 상기 반응으로 합성된 전구체를 본 연구에서는 Nonionic Amphiphilic Reactive Oligomer를 약어로 NARO라 명명하였다. 자세한 합성 공정 및 조건은 이전의 논문에 자세히 보고되었으며 분자량은 2450∼4700 g/moL이다[12-14].
제조된 CCAP 나노입자를 템플레이트로 사용하여 Titanium Isopropoxide (TTIP)와의 반응을 통해 TiO₂ 나노구조체를 균일하게 대면적으로 제조할 수 있었으며, 용액의 안정성 또한 계면활성제를 템플레이트로 사용했을 경우보다 안정한 것을 확인할 수 있었다. TiO₂ 나노구조체를 소결 온도를 다양하게 하여 미세구조를 조사한 결과, 비교적 균일하고 작은 나노입자들이 소결 온도가 증가할수록 Cluster와 같이 하나의 집합체를 형성하는 것을 확인할 수 있었으며, 동시에 500°C에서 소결했을 경우에 TiO₂ Anatase 결정이 형성되는 것을 확인하였다.
3 g을 첨가하고 350 rpm으로 일정하게 교반하면서 질소를 주입하고, 70°C Oil-bath에서 중합반응을 개시하였으며, 약 12 h 동안 교반 반응시킨 후 종결하였다. 최종적으로 제조된 CCAP 나노입자의 크기는 사용된 NARO의 GP 분자량 또는 PEG 분자량을 조합하여 다양하게 조절할 수 있으며, 상기 반응을 통해 제조된 코아 가교 양친성 고분자 나노입자를 CCAP (Core Crosslinked Amphiphilic Polymer) 나노입자라 명명하였다. 사용된 NARO의 종류에 따라서 CCAP를 명명하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	CCAP 나노 입자의 크기는 PPO체인의 분자량이 증가함에 따라 어떠한 변화를 나타내었는가?	제조된 CCAP 나노 입자의 입자크기는 NARO 합성 시 사용된 소수성 GP와 친수성 PEG의 분자량 조합에 따라 변화하였으며, 입자 크기는 32∼49 nm 범위에 있었다. NARO의 PEO의 분자량을 동일하게 두고 PPO 체인의 분자량이 증가할수록, 제조된 나노 입자의 크기가 작아지는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 분자량이 1500 g/mol PEO와 분자량이 1000 g/mol PPO를 사용하여서 합성된 NARO가 상대적으로 우수한 계면활성능을 가지고 있기 때문에 가장 작은 나노 입자를 물에서 형성하는 것으로 해석된다.
	양친성 블록공중합체는 어떠한 분야에 응용될 수 있는가?	최근에는 계면활성제 대신 다양한 용액에서 소수성 코어(Core)와 친수성 쉘(Shell)로 이루어진 마이셀 형태의 나노입자를 형성할 수 있는 양친성 블록공중합체를 사용하여 약물전달 시스템(Drug Delivery System, DDS), 분리시스템(Separation System), 광학 디바이스 등의 생명공학, 의학 분야에 다양하게 응용하고 있으며, 생체적합성이 뛰어난 PEG (Polyethylene Glycol)를 친수성으로 사용한 양친성 블록공중합체를 나노입자(Nanoparticle)로 제조하여 소수성 약물을 담지, 이를 항암치료의 약물 전달체로 사용하는 연구와 광학 분야 등의 양친성 블록공중합체의 적용은 이미 많은 선행연구가 이루어져 왔다[7]. 이외, 양친성 블록공중합체를 사용하여 양친성 고분자 나노입자를 제조하여 토양의 중금속 등을 흡착하는 연구와 금속 및 무기물 나노입자 제조, 윤활기능 향상제로 응용이 확대되고 있다[8-11].
	양친성 반응성 전구체란 무엇인가?	Figure 1에 나타낸 것처럼, 본 연구에 사용한 양친성 반응성 전구체는 친수성 세그먼트인 친수성 폴리에틸렌 옥시드(Polyethylene Oxide), 소수성 세그먼트로 소수성 폴리프로필렌 옥시드(Polypropylene Oxide)를 동시에 가지고 있으면서 소수성 세그먼트에 반응성 비닐기가 결합된 형태이다. 이러한 양친성 반응성 전구체는 소수성 세그먼트와 친수성 세그먼트를 한 분자 내에 가지고 있는 양친성 물질이므로, 물과 혼합되면 마이셀(Micelle)과 같은 양친성 나노입자 형태로 물에서 안정적으로 나노 분산되며, 이후 일반적인 무유화 에멀젼 중합(Soap-free Emulsion Polymerization) 공정을 통해 소수성 코어(Core) 부분이 화학적 가교 결합이 되어있는 코아 가교 양친성 고분자 나노입자(Core-Crosslinked Amphiphilic Polymer Nanoparticle 이하 CCAP)로 변환된다.

참고문헌 (17)

김명수, 제1회 정밀화학 심포지엄 : 계면활성제, 한국공업화학회, 1, 79 (1991).
D. Neupane, Gemini Suractant-Treated Oxide Particles for Removal of Nonionic Organic Compounds from Aqueous Phase, 한국물환경학회(구 한국수질보전학회), 2, 1281 (1997).
C. T. Kresge, M. E. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartuli, and J. S. Beck, Ordered Mesoporous Molecular Sieves Synthesized by A Liquid-crystal Template Mechanism, Nature, 359, 710 (1992).

상세보기
Soft templating Strategies for The Synthesis of Mesoporous Materials : Inorganic, Organic-Inorganic Hybrid and Purely Organic Solids, Advances in Collid and Interface Science, 189, 21 (2013).
C. Nardin, J. Widmer, M. Winterhalter, and W. Meier, Amphiphilic Block Copolymer Nanocontainers as Bioreactors, The European Physical Journal E, 4, 403 (2001).
G. Kaune, M. Memesa, R. Meier, M. A. Ruderer, A. Diethert, S. V. Roth, M. D'Acunzi, J. S. Gutmann, and P. Muller-B., Hierarchically Structured Titania Films Prepared by Polymer/Colloidal Templating, Applied Materials and Interface, 1, 12, 2862 (2009).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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