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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 엄인철
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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실크는 피브로인과 세리신의 두 가지 단백질로 구성된 천연 복합재료로 과거에는 세리신은 피브로인을 얻기 위하여 제거되어야만 하는 소재로 여겨져 왔으나 현재는 항산화성, 항균성, UV 저항성, 피부 보습 효과와 같은 세리신만의 이점이 발견됨에 따라 그 활용 가능성이 커지고 있다. 최근, 세리신으로만 구성된 누에고치를 생산하는 ‘세리신잠’이 개발되면서, 기존의 추출 세리신에 비해 뛰어난 실크 세리신 생산 가능성에 대한 많은 관심이 쏠리고 있다. 본 연구에서는 세리신잠 누에고치 계통과 이로부터 추출한 세리신 필름을 기존의 일반 누에고치(금옥잠)와 비교하여 그 구조 특성을 알아보았다. 세리신잠 누에고치는 고온고압법을 이용했을 때 1시간 처리 시 약 83%가 용해되었으며, 해당 방법으로 얻어진 세리신 필름과 세리신잠 누에고치의 아미노산 조성이 금옥잠 추출 세리신 필름의 아미노산 조성과 거의 동일하였다. 세리신잠 누에고치와 세리신 필름의 결정화도는 에탄올 처리 후 증가하였고 열처리 후에는 감소하였으며 이는 금옥잠 누에고치와 세리신 필름에서도 동일하게 관찰되었다. 세리신잠 추출 세리신 필름의 결정 구조, 결정화도 및 열 안정성 또한 금옥잠 세리신 필름과 거의 동일하였으며, 세리신 필름은 누에고치보다 낮은 결정화도와 열분해 온도를 보였다.
또한, 본 연구에서는 서로 다른 여러 겹의 층으로 구성된 누에고치를 외층부터 내층까지 5개의 층으로 나누어 5종의 실크 부직포를 제작하였으며, 누에고치 층이 실크 부직포의 구조적 특성과 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 누에고치의 외층에서 내층으로 갈수록 섬유 직경과 실크 웹 및 부직포의 두께가 감소하였다. 층별로 실크의 아미노산 조성을 분석한 결과 외층에서 Serine, Aspartic acid, Glutamic acid가 더 많이 발견되었으며 내층으로 갈수록 Glycine과 Alanine이 점차 많이 관찰되었다. 부직포를 구성하는 누에고치 층이 외층에서 내층으로 갈수록 실크 부직포의 전체적인 결정화도, 물 접촉각은 증가하였으나, 황색도, 수분율, 기계적 물성은 감소하였다. 그러나, 피브로인과 세리신의 열적 안정성과 우수한 세포 생존율은 누에고치 층과 관계없이 변하지 않았다.
이와 같은 연구 결과를 통해 세리신잠을 활용하여 용이하게 세리신을 얻을 수 있고, 이렇게 얻은 세리신의 성분은 기존의 누에고치로부터 추출한 세리신과 동일하므로 세리신잠 누에고치를 세리신의 의료용 및 코스메틱 분야에 다양하게 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 다양한 누에고치 층을 활용하여 실크 부직포의 물성을 다양하게 조절할 수 있음을 확인하였으므로 바이오 분야에서 실크 부직포의 상용화 가능성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.
또한, 본 연구에서는 서로 다른 여러 겹의 층으로 구성된 누에고치를 외층부터 내층까지 5개의 층으로 나누어 5종의 실크 부직포를 제작하였으며, 누에고치 층이 실크 부직포의 구조적 특성과 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 누에고치의 외층에서 내층으로 갈수록 섬유 직경과 실크 웹 및 부직포의 두께가 감소하였다. 층별로 실크의 아미노산 조성을 분석한 결과 외층에서 Serine, Aspartic acid, Glutamic acid가 더 많이 발견되었으며 내층으로 갈수록 Glycine과 Alanine이 점차 많이 관찰되었다. 부직포를 구성하는 누에고치 층이 외층에서 내층으로 갈수록 실크 부직포의 전체적인 결정화도, 물 접촉각은 증가하였으나, 황색도, 수분율, 기계적 물성은 감소하였다. 그러나, 피브로인과 세리신의 열적 안정성과 우수한 세포 생존율은 누에고치 층과 관계없이 변하지 않았다.
이와 같은 연구 결과를 통해 세리신잠을 활용하여 용이하게 세리신을 얻을 수 있고, 이렇게 얻은 세리신의 성분은 기존의 누에고치로부터 추출한 세리신과 동일하므로 세리신잠 누에고치를 세리신의 의료용 및 코스메틱 분야에 다양하게 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 다양한 누에고치 층을 활용하여 실크 부직포의 물성을 다양하게 조절할 수 있음을 확인하였으므로 바이오 분야에서 실크 부직포의 상용화 가능성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.
목차
Chapter1. Structural characteristics of Sericinjam cocoons and sericin film 11. Introduction 22. Experimental 52.1. Materials 52.2. Extraction of sericin from silk and preparation of sericin film 52.3. Ethanol and thermal treatments of silkworm cocoons and sericin films 62.4. Measurement and characterization 63. Results and discussion 103.1. Morphological structure of Sericinjam silkworm strain 103.2. Solubility of Sericinjam silkworm cocoons 123.3. Structural characteristics of Sericinjam cocoons and sericin films 133.4. Thermal stability of Sericinjam cocoons and sericin films 184. Conclusions 19References 21Chapter 2. Fabrication, structure and properties of silk nonwoven fabrics prepared with different cocoon layers 381. Introduction 392. Experimental 412.1. Materials 412.2. Preparation of silk web and silk nonwoven fabric 412.3. Measurement and characterization 423. Results and discussion 483.1. Morphology of silk web and nonwoven fabric 483.2. Structural characteristics of silk web and nonwoven fabric 493.3. Thermal and mechanical properties of silk web and nonwoven fabric 563.4. Cell viability of silk nonwoven fabric 574. Conclusions 59Reference 60Abstract 87
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