고분자 전해질 brushes(Polyelectrolyte brushes)

전문가 제언

□ 고분자 전해질 brushes는 최근에 각광받기 시작한 소재로, 전하가 없는 고분자 사슬과는 다른 정전기적 상호 작용이나 사슬간의 척력등과 같은 새로운 특성이 고분자 전해질에 대한 관심을 높이고 있다.

□ 이 총설에서는 고분자 전해질 brushes의 이론, 합성 방법, 그리고 여러 환경에서의 고분자 전해질의 거동 등에 대해 자세히 설명하고 있다.

□ 고분자 전해질 brush의 분절-분절(segment-segment) 상호작용과 정전기적 힘에 의한 고분자 사슬의 stretching 현상은 고분자 전해질 brush와 실린더형태의 brush를 포함하는 단층에 새로운 물리적 성질을 부여하고 있다. 새로운 합성방법 및 설계에 의해 높은 graft 밀도와 전하를 갖는 brush를 만드는 것이 쉬워졌다. 합성 방법은 grafting to 반응과 grafting from 반응으로 나눌 수 있다. 반응성이 있는 말단 기를 갖고 있는 거대 분자를 기질의 표면 위, 적절한 반응 위치와 반응시키는 방법이 “grafting to” 방법이다. 표면에 부착해 반응을 개시할 수 있는 물질을 갖고 있는 분자로 단층을 직접 표면위에 형성시키는 방법으로, 이렇게 형성된 개시제 단층은 고분자 반응을 유도시키는데 사용될 수 있다. 이 공정은 고분자 사슬이 표면위에서 직접 성장하므로, “표면 개시 고분자중합” 또는 “grafting from" 공정으로 불린다.

□ 평면이나 구형의 지지체 위에 형성된 고분자 brushes의 높이는 사용하는 고분자의 분자량과 graft 밀도에 의해 영향을 받는다. 한편 고분자 brush는 소재의 주위를 둘러싸고 있는 이온 세기, 다가의 고분자 전해의 존재 및 pH에 따라 영향을 받는다. 특히 다른 고분자 전해질이 고분자 전해질 brush에 미치는 영향은 DNA와 같은 전하를 띄고 있는 생체분자 물질이나 단백질과의 상호작용을 연구하는 데 좋은 모델이 될 수 있다.

□ 실제 응용을 위해서는 어떻게 brush 구조가 주위환경에 의해 영향을 받는가에 대해 팽윤 data를 분석하는 것이 가장 기본적으로 필요한 연구이다. 환경에 있어 매우 작은 변화로 다양하게 구조를 변경시킬 수 있다. 이렇게 환경에 따라 변화를 하는 물질들은 센서나 actuator와 같은 응용에 아주 좋은 기본 물질로 간주되고 있으므로, 설계 및 합성, 특성 분석과 환경 조건 변화에 따른 거동에 대한 기초적인 연구를 계속 수행하면 환경 및 센서 분야에 응용할 수 있는 좋은 특성을 가진 고분자 전해질 brush소재에 대한 풍부한 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

저자

Ruhe, J; Ballauff, M

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

165

잡지명

POLYELECTROLYTES WITH DEFINED MOLECULAR ARCHITECTURE I; SE ADVANCES IN POLYMER SCIENCE

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

79~150

분석자

원*무

분석물

• 고분자 전해질 brushes.pdf [249,537 byte]

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