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스마트 고분자: 물리적 형태 및 생물공학 응용

전문가 제언: ○ 스마트 고분자의 물리적 형태는 용액 중 선상 자유 쇄, 공유결합 가교 겔, 쇄의 고체 표면 흡착 또는 그래프트가 있으며 용액 중의 고체 표면의 그래프트 쇄는 농도의 증대에 따른 삼투압의 영향으로 높이방향으로 연신한 상태가 폴리머브러시이다. 고전적인 표면개시 그래프트 중합은 범용성은 우수하나 분자량 및 분자량 분포를 비롯한 그래프트 쇄의 구조 제어가 곤란하고 개시효율이 낮아서 그래프트 밀도가 높지 않다.

– 이 곤란을 극복하기 위해 리빙 음이온중합, 리빙 양이온중합, 리빙 개환중합, 리빙 라디칼중합 등 각종의 리빙 중합법의 적용이 시도되고 있다. 이 중 리빙 라디칼중합은 많은 모노머에 적용할 수 있는 범용성과 특히 엄격한 실험조건의 설정을 필요로 하지 않는 간편성으로 가장 많이 사용된다.

○ 겔은 고분자가 삼차원 망목구조로 액체 또는 기체를 함유한 물질의 형태이다. 겔은 pH, 이온농도, 전장 등의 자극에 응답하여 크기 및 형태를 변화시킨다. 자극응답 겔에 사용되는 고분자로는 poly(N-isopropyl acrylamide의 아미드기, poly(ethylene oxide-co-propylene oxide)의 alkylene oxide 함유된 온도응답성 고분자, poly(acrylic acid)의 카르복시산 함유 pH 응답성 겔, 루테늄 착체(Ru(bpy)3+2)의 산화환원 상태로 상전이온도의 변화로 겔이 수축변화 하는 루테늄 고분자 착체가 있다.

○ 온도, 열, 빛, 전장, 자장 등의 외적인 물리적 자극 또는 pH, 화학물질, 생화학물질 등의 화학적 자극으로 물리화학적 성질이 변하는 환경변화 응답성 고분자(인텔리젠트 고분자, 스마트 고분자)의 연구가 세계적으로 활발하며 가장 잘 알려진 poly(N-isopropyl acrylamide)는 수중 온도 자극에 응답하여 저온 측에서는 물에 용해하여 수화하여 퍼진 상태, 고온 측에서는 물에 불용이 되어 탈수화 수축상태로 구조변화를 일으키는 온도응답성 고분자로 온도감수성 고분자라고도 한다.

저자: Ashok Kumar, Akshay Srivastava, Igor Yu Galaev, Bo Mattiasson
자료유형: 학술정보