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환경응답성 고분자의 조직체로의 연구

전문가 제언: ○ 여러 가지 기능성 고분자가 개발되는 중에 최근 광 열 전장과 같이 물리적 자극이나 pH 화학물질과 같은 화학적 자극을 감지하여 그것에 응답하는 자극응답성 고분자가 주목받고 있다. 이와 같은 인텔리젠트 고분자 중에서도 특히 온도라는 환경 변화에 응답하는 감열응답성 고분자(온도응답성 고분자라고도 부름)는 학문적인 기초 연구로부터 약물전달 시스템(DDS), 재생 의료재료, 수 처리 재료 및 온도응답성 크로마토그래피 등으로의 응용 연구에 이르기까지 왕성하게 연구되고 있다.

○ 수용성 고분자는 소량을 배합함으로써 용액의 점성을 조절하는 증점제(增粘劑)로서 식품, 화장품, 의약품, 접착 및 도료 등 광범위한 산업 제품에 이용되고 있다. 증점작용에는 수용성 고분자와 분산매(分散媒)와의 수소결합, 소수성 상호작용 및 정전기 상호작용 등이 역할을 하는 것 외에 나선형(helix) 등의 고차구조 형성도 역할에 관여 한다.

○ 최근의 연구에서는 형광성 물질을 감지체로 고분자에 적절히 도입한 시스템을 이용하기도 한다. 우선 매체의 온도 변화를 감열응답성 고분자가 감지하여 고분자 사슬의 형태 변화를 일으키고 형태 변화에 의해 고분자 마이크로 환경의 친 소수성의 변화를 형광성 분자가 감지한다. 형광 거동에 변화를 가져오고 형광 거동 변화를 모니터하여 중심 고분자가 구축하는 고분자 마이크로 환경의 평가를 하는 것이다. 일반적으로는 친 소수성 균형을 제어한 단량체의 단독중합에 의해 전이온도가 다른 감열응답성 고분자를 합성하는 데는 단량체 분자 설계와 합성방법의 검토가 필요하다.

○ 현재 온도 변화, 빛, 전기장, 자기장, pH 변화 및 용매 교환 등 여러 가지의 자극(刺戟, stimili)에 대하여 응답하는 모노머 및 고분자물질의 개발이 크게 주목을 받고 있다. 일본에서는 독창적 고기능 재료 제조 기술의 연구 개발 부문의 한 부분으로 ‘고도자극 응답재료’의 일환으로 정부가 지원하고 있다. 특히 수용성 고분자와 관련된 감열응답성 고분자의 경우 일반적인 용도뿐만 아니라 의료 진단이나 약물 전달도구로 각종 생체분자(단백질, 효소 및 핵산 등)를 인체 내에서 효과적인 전달체로의 특수 기능도 기대되고 있다.

저자: SHINJI SUGIHARA, ISAO IKEDA
자료유형: 학술정보