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매달린 곁사슬의 확산으로 자발적 치유와 용접기능을 가지는 폴리우레탄 젤

전문가 제언: ○ 재료의 손상된 부분을 자발적으로 자기치료할 수 있는 스마트하고 인텔리전트한 고분자 재료의 개발은 고분자 산업분야에서 오랜 기간 동안 그 등장을 고대하고 있던 재료이다. 이러한 기능을 가지는 재료는 재료의 수명을 연장하고 재료에 생성된 크랙의 진행을 방지하여 안전성을 향상시키는 것을 목적으로 하여 활발하게 연구 개발 활동이 진행되어 왔는데 그 결과 자기치료 능력을 가지는 재료에 대한 다양한 설계기술이 제안되었는데 이들 기술은 대략 화학적인 것과 물리적인 것으로 구분할 수 있다.

○ Chujo 등은 분자 간의 Diels-Alder 반응을 통하여 폴리옥사졸린 수화젤을 합성하고 가열에 의해 역 Diels-Alder 반응이 진행됨을 발견하고 이들을 열감응에 의해 가역적으로 변화되는 수화젤이라 설명하였으며 최근 Yoshie 등은 Diels-Alder 반응으로 생성된 고분자 네트워크의 절단 된 부분이 60℃에서 완벽하게 다시 연결된다는 사실을 관찰하고 이 고분자 네트워크가 자기치료 능력을 가지고 있음을 지적하고 이의 활용을 제안하였다.

○ 그 이후 블록공중합체의 마이크로캡슐이나 중공섬유에 자기치료 기능을 가진 물질을 충전한 후 고분자 매트릭스에 분산시켜 가열 등의 외부자극을 필요로 하지 않고도 수지에 크랙 발생으로 파괴된 마이크로캡슐이나 중공섬유의 자기치료 기능을 가진 물질이 수지 매트릭스로 방출되어 크랙이 발생한 부분을 수리하도록 설계된 재료가 출현하게 되었다.

○ Skewis는 두 개의 시트가 접촉하는 시간이 증가함에 따라 두 시트 간의 사슬 사이에 엉킴이 증가되며 이에 따라 두 고분자 시트 사이의 접착력이 증가된다는 사실을 보고하였다. 본고는 최근 필자들이 검토한 폴리우레탄 젤 중에 매달려 있는 사슬의 엉킴에 의한 젤의 자기치료 기능에 대한 결과를 보고하고 있는데 새로운 스마트재료 개발에 귀중한 아이디어를 제공하고 있다.

저자: Masayuki Yamaguchi
자료유형: 학술정보