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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김형우
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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자극 반응성 고분자는 외부 조건으로부터 반응, 감지, 응답하는 기능을 갖는 고분자 물질의 유형으로 정의된다. 외부자극에 노출되면 고분자의 물리 화학적 특성은 바뀔 수 있기 때문에 과거부터 현대에 이르기까지 로봇 공학, 조직 공학, 약물 전달, 스마트 재료 및 기타 분야에서 외부 자극과 반응 물질과의 관계에 관한 광범위한 연구가 진행되고 있다. 자극 반응성 고분자에 관한 다양한 연구가 오랫동안 연구됐지만, 외부 자극에 대한 새로운 반응을 나타내는 고분자는 여전히 요구되고 있으며, 이러한 물질에 관한 연구가 광범위하게 수행되고 있다. 본 연구에서는, 자극 반응 특성을 갖는 이중 가교 구조 하이드로젤이 설계되고 입증되었다.
먼저 자극 반응성 이중 가교 구조 하이드로젤을 제조했다. 하이드로젤은 순차적인 중합과정에 의해 형성되었고, 화학적 직교성으로 인해서 젤의 구조적 손상 없이 선택적으로 탈 가교에 의한 화학적 변형을 나타냈다. 각각의 자기희생 및 열 반응성 네트워크는 티올-엔 클릭 반응과 라디칼 중합을 통해 이중 가교 구조를 설립하였다. 하이드로젤은 향상된 기계적 강도를 나타내었으며, 분자 자극 때문에 발생하는 선택적인 탈 가교에 의해 화학적으로 변환되어 재료의 인성과 하한 임계 용액 온도 거동 등 재료의 물리적 특성을 크게 변화시켰다. 또한, 재료는 열 응답성 제어 약물 방출을 나타냈다. 자극 방출 후 하이드로젤은 전체 구조를 유지하면서 탈 가교를 통해 약물을 방출했다.
두 번째로, 물리적으로 가교된 자극 반응성 이중 가교 구조 하이드로젤을 제조했다. 하이드로젤은 머리-꼬리 해중합에 의해 유발되는 선택적, 자발적 탈 가교 결합 거동이 가능했다. 재료의 첫 번째 공유 구조는 마크로 가교제와 조합될 때 비공유 상호 작용을 유도할 수 있는 펜던트 기능성 그룹을 함유하는 열 응답성 네트워크상에 제조 되었다. 마크로 가교제의 혼합은 두 번째 물리적인 가교제의 역할을 제공하면서 구조 전체를 강화 시켰을 뿐만 아니라 해중합을 통한 자발적인 반응을 보였다. 결과적으로, 재료의 변형은 구조적인 붕괴 없이 달성되었다. 아주 미세한 자극 (<0.01 wt %)에 의해 개시될 때, 비공유 네트워크는 고분자 가교제의 해 중합 반응을 통하여 빠르고 선택적으로 완전히 제거되었다. 따라서 하이드로젤의 물리적, 화학적 특성에 대한 거시적 변화가 조사되었다. 또한, 가역성, 프로그램화, 대규모 동작을 나타내는 작동 재료를 설계하는 전략이 제안되었다. 마지막으로, 재 가교 반응은 탈 가교 반응 이후 추가적인 마크로 가교제를 추가시켜 중합시킴으로 증명되었다.
먼저 자극 반응성 이중 가교 구조 하이드로젤을 제조했다. 하이드로젤은 순차적인 중합과정에 의해 형성되었고, 화학적 직교성으로 인해서 젤의 구조적 손상 없이 선택적으로 탈 가교에 의한 화학적 변형을 나타냈다. 각각의 자기희생 및 열 반응성 네트워크는 티올-엔 클릭 반응과 라디칼 중합을 통해 이중 가교 구조를 설립하였다. 하이드로젤은 향상된 기계적 강도를 나타내었으며, 분자 자극 때문에 발생하는 선택적인 탈 가교에 의해 화학적으로 변환되어 재료의 인성과 하한 임계 용액 온도 거동 등 재료의 물리적 특성을 크게 변화시켰다. 또한, 재료는 열 응답성 제어 약물 방출을 나타냈다. 자극 방출 후 하이드로젤은 전체 구조를 유지하면서 탈 가교를 통해 약물을 방출했다.
두 번째로, 물리적으로 가교된 자극 반응성 이중 가교 구조 하이드로젤을 제조했다. 하이드로젤은 머리-꼬리 해중합에 의해 유발되는 선택적, 자발적 탈 가교 결합 거동이 가능했다. 재료의 첫 번째 공유 구조는 마크로 가교제와 조합될 때 비공유 상호 작용을 유도할 수 있는 펜던트 기능성 그룹을 함유하는 열 응답성 네트워크상에 제조 되었다. 마크로 가교제의 혼합은 두 번째 물리적인 가교제의 역할을 제공하면서 구조 전체를 강화 시켰을 뿐만 아니라 해중합을 통한 자발적인 반응을 보였다. 결과적으로, 재료의 변형은 구조적인 붕괴 없이 달성되었다. 아주 미세한 자극 (<0.01 wt %)에 의해 개시될 때, 비공유 네트워크는 고분자 가교제의 해 중합 반응을 통하여 빠르고 선택적으로 완전히 제거되었다. 따라서 하이드로젤의 물리적, 화학적 특성에 대한 거시적 변화가 조사되었다. 또한, 가역성, 프로그램화, 대규모 동작을 나타내는 작동 재료를 설계하는 전략이 제안되었다. 마지막으로, 재 가교 반응은 탈 가교 반응 이후 추가적인 마크로 가교제를 추가시켜 중합시킴으로 증명되었다.
목차
Chapet I. Selective De-Cross-Linking of Transformable, Double-Network Hydrogels: Preparation, Structural Conversion, and Controlled Releasea 1I-1. Introduction 1I-2. Experimental 3I-3. Results and Discussion 10I-3-1. Design Strategy and Synthetic Procedures for Double- Network Hydrogels 10I-3-2. Self-Immolation of the Responsive Monomer 14I-3-3. Preparation and Mechanical Properties of Double-Network Hydrogels 16I-3-4. Structural Conversion and Controlled Release via Selective De-Cross-Linking 23I-4. Conclusions 35I-5. References 37Chapet Ⅱ. Dual Cross-Linked Hydrogels that Undergo Structural Transformation via Selective Triggered Depolymerization 42Ⅱ-1. Introduction 42Ⅱ-2. Experimental 44Ⅱ-3. Results and Discussion 50Ⅱ-3-1. Design Strategy and Physical Properties of Hydrogel Materials 50Ⅱ-3-2. Rapid De-Cross-Linking via Depolymerization 66Ⅱ-3-3. Programmed, Reversible Responses of Hydrogel Materials 77Ⅱ-4. Conclusions 81Ⅱ-5. References 82국문요약 86
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