초록 ▼

연구개요
능동적인 응답을 보일 수 있는 지능형 고분자 소재의 개발을 목표로 한다.
소재의 응답 구현을 위한 핵심 화학 반응 메커니즘을 고안하며 적합한 화학구조의 설계를 목표로 한다. 고분자의 구조는 여러 중합방법으로 다양화 될 수 있고, 기능성 단량체의 사용으로 새로운 물성을 고분자에 부여할 수 있다.
또한 위의 고분자 재료를 기반으로 능동적이고 거시적인 응답을 보이는 소재의 개발을 목표로 한다. 특히, 환경 및 에너지 분야에 중점적으로 적용하여 기존의 한계를 극복하며 새로운 가치를 창출하는 지능형 소재로서의 가능성

연구개요
능동적인 응답을 보일 수 있는 지능형 고분자 소재의 개발을 목표로 한다.
소재의 응답 구현을 위한 핵심 화학 반응 메커니즘을 고안하며 적합한 화학구조의 설계를 목표로 한다. 고분자의 구조는 여러 중합방법으로 다양화 될 수 있고, 기능성 단량체의 사용으로 새로운 물성을 고분자에 부여할 수 있다.
또한 위의 고분자 재료를 기반으로 능동적이고 거시적인 응답을 보이는 소재의 개발을 목표로 한다. 특히, 환경 및 에너지 분야에 중점적으로 적용하여 기존의 한계를 극복하며 새로운 가치를 창출하는 지능형 소재로서의 가능성을 타진하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 능동적인 응답을 보일 수 있는 지능형 고분자 소재를 개발함. (i) 선택적인 분해가 가능한 이중 가교 하이드로젤 소재 개발함. 생물체들은 끊임없는 polymerization / depolymerization 과정을 거치면서 구조를 유지하는데, 이러한 성질을 하이드로젤에 부여하고자 함. 제조된 이중 가교 구조의 하이드로젤은 높은 기계적 물성을 보이며, 분해 시 전반적인 구조의 형태는 유지하되, 화학 조성이 모두 바뀌게 됨. 또한 선택적인 분해 시 담지 된 분자의 triggered release가 가능한 것을 확인함. (ii) 포도에 함유되어 있는 naringenin 분자를 이용하여 친환경 열경화성 플라스틱을 제조함. 해당 소재는 친환경성 뿐만 아니라 물리적, 화학적 재활용이 가능함. 또한 소재는 형상 기억 특성을 나타냄. (iii) 압축 가능한 다공성 고분자 biomimetic 스폰지를 제조함. 고분자 제조 과정 중 모노머들의 자연모사 적 자기 조립으로 섬유 구조가 만들어지는 것을 확인함. 이러한 섬유 구조로 만들어진 고분자 네트워크는 스폰지와 같은 거동을 보임. 해당 고분자 스폰지는 카본 블랙을 가지고 있어 압축 시 밀도 변화에 따른 전도성의 변화를 보이는 특징이 있음. (iv) 알루미늄 이온을 선택적으로 흡착 및 검출하는 신축성 하이드로젤 필름 센서를 개발함. 효소와 같이 해당 소재는 알루미늄 이온만을 선택적으로 흡착하며 흡착 시 형광신호를 내므로 이를 통해 광학적 검출이 가능함. (v) 어븀이온을 포함하는 단분자를 설계함. 해당 분자의 자연 모사 메커니즘 중 하나인 자기조립을 통한 거시적인 비등방성의 섬유 구조를 만드는 것을 확인함.이를 필름에 도입하여 전반적으로 UV를 NIR로 변환하는 광소재를 제조함.

연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 자연모사 응답의 구현을 위해 화학 메커니즘을 개발하고 이를 효과적인 방법으로 재료에 부여하여 지능형 고분자 소재를 구현했다. 반응 메커니즘은 자기조립, de-cross-linking 등의 화학 반응으로 능동적으로 작동하며 극소량의 자극에 반응하면 거시적인 물성변화를 이끌어 낼 수 있다. 이러한 반응을 고분자 소재에 도입하였다. 이러한 접근방법은 고분자의 화학 구조 설계 및 합성에 대해 새로운 이해를 제공하며 향후 생체모사 소재를 개발하는데에 응용할 수 있다. 특히, 기존의 기술과 융합되어 창의적이며 실용적인 부가가치를 창출할 수 있고, 학제 간 교류를 유도하며 보다 다양한 방향으로 발전할 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 2.1. 선택적 분해가 가능한 이중 가교 구조 하이드로젤 소재 개발 ... 3
• 2.2. 재활용이 가능한 친환경 열경화성 고분자 소재 개발 ... 4
• 2.3. 압력에 전도도가 달라지는 고분자 스폰지 스위치 소재 개발 ... 4
• 2.4. 알루미늄 이온의 형광 검출이 가능한 연성 하이드로젤 필름의 원-포트 제조 ... 5
• 2.5. 유기 젤을 이용한 근적외선(NIR) 광학 성능이 강화된 나노섬유 복합체의 제조 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 8
• [붙임1] 대표적 연구실적 ... 11
• 끝페이지 ... 20