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동적 공유결합을 가진 가교폴리머 화학 젤의 자기수복 거동

전문가 제언
○ 가역적 특성을 보여 줄 수 있는 동적재료(dynamic materials)는 자기수복(self-healing)에서 기계적인 일까지 넓은 범위의 응답 때문에 많은 주목을 받고 있다. 이들 재료는 센서와 액추에이터(기동장치)와 같은 기술혁신을 할 수 있는 가능성을 가지고 있고, 또한 많은 생물 의학적으로 응용된다.

○ 기존에 열이나 광 등을 가하여 자기수복 재료와 달리 온화한 조건하에서 자기수복 재료에 대한 보고의 예는 아직 없다. 이 연구에서는 실온 ? 공기 중에서 공유결합의 개열과 가역적인 가교제(reversible cross -linker)로서 DABBF를 함유한 새로운 가교 폴리머 젤을 제조하였다. 이들 자기수복 재료와 관련된 연구 성과를 중심으로 설명한다.

○ DABBF 1은 3단계를 거처 4-hydroxymandelic acid과 2,4-di-tert butylphenol로 부터 가교제로 제조하였다. 3차원 동적 재료를 만들기 위해서 가교폴리머 2는 1,4-디옥산 용매와 촉매하에서 DABBF 1과 톨루엔-2,4-디 이소시아네트-말단 폴리(플로피렌글리콜; PPG, Mn 2400)과의 중부가 반응에 의해 합성되었다.

○ 가교폴리머 젤 2을 용매에 침지시켜 절단하였다. 곧 절단면 끼리 접합시켜서 힘이나 열을 가하지 않고, 실온·공기 중에서 정치한 후, 24시간 후에 절단 자국이 거의 없어졌다. 또한, 손으로 스트레칭 하여도 파괴되지 않을 정도로 수복되었다. 인장시험은 자기수복 특성을 정량적으로 평가하기 위해 각각 다른 수복시간 후의 수선된 가교폴리머 젤 2의 스트레스-변형 곡선을 확인하였다. 또한, 파단에서 원래 신장(elongation)의 98% 회복은 24시간에 가능하였고, 보다 긴 수복시간은 더 잘 수복되었다.

○ 현재, 공업적으로 자기수복성은 소재의 동적 물성향상이라는 관점에서 주목을 받고 있다. 일본 등은 자동차 보디의 도장, 액정화면의 보호필름 등의 우수한 소재로서 개발되고 있다. 국내에서도 동적 공유결합을 이용한 자기수복 기능재료의 개발이 요구된다. 최근에는 역학적으로 자극을 받아서 가역적으로 색조 변화를 일으키는 성질을 나타내는 재료를 Mechano chromic 재료이라고 불리어진다. 향후에 센서소재, 고분자재료의 수명예측 및 위험예측, 생물의학 등의 응용분야로 확산이 전망된다.
저자
Keiichi Imato et al.
자료유형
학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
화학·화공
연도
2012
권(호)
51
잡지명
Angewandte Chemie International Edition
과학기술
표준분류
화학·화공
페이지
1138~1142
분석자
이*복
분석물
담당부서 담당자 연락처
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