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표면에서의 자극응답성 고분자브러시: 변환기구 및 이의 활용

전문가 제언: ○ 브러시형태를 가지는 고분자는 사슬이 기질표면에 고밀도로 부착되어 자극에 대한 응답성을 표면에 수직한 방향으로만 신장(또는 팽윤)하는 특성을 나타내는 고분자물질을 지칭한다. 고분자브러시는 물리적인 흡착이나 공유결합을 형성하여 표면에 부착된다.

○ 공유결합 된 고분자브러시는 물리적인 흡착에 비해 용매나 열적 안정성이 높다는 이점을 가지고 있는데 이를 합성하는 방법으로는 말단기능기를 가지는 응답성 고분자를 기질에 그래프트 하는 grafting to방법과 기질로부터 응답성 고분자를 중합하는 grafting from방법이 있다. 전자의 방법으로는 높은 그래프트 밀도를 얻기 어려우므로 최근에는 주로 후자의 방법이 사용되고 있는데 이 방법에서는 기질의 표면상에 중합 개시 자리를 마련하고 이로부터 다양한 종류의 단량체의 정밀중합을 통하여 그래프트 밀도가 높고 균일하게 제어된 구조를 가지는 고분자브러시 분자를 얻을 수 있다. 또 이로부터 제어된 형태, 디멘젼과 그래프트 밀도를 가지는 패턴화 된 고분자브러시 표면이 다양한 리소그래피법을 통하여 구축된다.

○ 자극 응답성 고분자브러시는 용매, 온도, 이온강도, 광이나 기계적 응력 등, 외부자극의 변화에 응답하여 가역적인 응답성 고분자브러시 사슬의 콘포메이션과 표면에너지 또는 하전상태의 변화를 보인다. 그러므로 자극 응답성 고분자브러시가 부착된 표면이나 계면은 표면 젖음성의 스위칭, 기계적인 액츄에이터, 화학센싱, 의약품의 조절된 방출, 세포의 성장과 분열에 요청되는 나노표면 구축에 사용된다. 최근 국내 관련학회에서 활발하게 발표되고 있는 정밀라디칼중합은 이 분야의 발전으로 이어질 것으로 기대된다.

○ 본고는 표면 젖음성의 스위칭, 센싱과 액츄에이션 및 나노재료계의 구축분야에서 활용되는 자극 응답성 고분자브러시 개발에 관련된 최근의 연구결과를 소개한 것으로 초기단계에 있는 국내 바이오 의학용 재료 개발 종사자에게 귀중한 발전방향을 제시하고 있다.

저자: Tao Chen
자료유형: 학술정보