- 기능성 바이오재료로서의 고분자전해질 다층막 제조

고분자재료는 신(新)재료를 개발하는데 있어서 세라믹 또는 금속재료에 비해 물리적 성질 뿐만 아니라 다양한 모노머의 사용을 통하여 물질의 화학적 다양성을 도입하기 용이한 장점이 있다. 이러한 이유로 고분자는 일찍이 콘택트렌즈 등의 바이오재료로 사용되어 왔다. 나노(Nano) 크기 (그리스어로 난장이라는 뜻에서 유래) 수준의 고분자 블렌드를 제조할 수 있는 LbL방법은 이미 합성된 고분자재료를 사용하여 또 다른 재료를 창출할 수 있는 장점이 있다. 본 실험실에서는 다양한 고분자전해질 중에서도 pH 등의 조건에 따라 이온화도가 변화하는 약전해질 고분자(예를들면, 폴리아크릴 산이나 하이알루론 산, 폴리알릴아민)등을 사용하여 다양한 고분자전해질 다층막을 제작하여 이들의 물성을 살펴보며 적절한 친수성, 항균성, 항흡착성, 생분해성 등의 여러 가지 조건을 필요로 하는 바이오재료 개발에 사용하고 있다.

- 바이오시스템의 모사를 통한 복합재료로서의 바이오활성 구조 연구

자연계의 생화학적, 생물학적 구조들은 많은 경우가 단순히 복잡하기만 한 구조가 아니라 여러 단계의 크기수준을 갖춘 위계적인 구조를 가지고 정교한 메카니즘을 수행하고 있다. 이러한 구조 안에는 기하학적인 구조들의 조합, 화학적인 기능의 연결 등도 발견되는데 동물의 뼈나 치아, 패류나 갑각류의 껍질 등의 미세구조도 대표적인 생물고분자인 단백질과 무기물의 혼합배열을 이루면서 그 기능을 잘 발휘하고 있는 예라고 할 수 있다. 본 실험실에서는 이러한 시스템의 모사를 통해 유사한 기능을 갖춘 복합재료를 합성하고자하는 연구를 수행하고 있다. 이를 위하여 바이오고분자를 비롯한 무기재료의 혼합된 구조를 합성하고 기하학적으로도 다른 구조를 나타내는 블록고분자나 유기화합물의 하이브리드 재료를 연구하고 있다.

- 고분자를 이용한 미세패턴 기술 연구

고분자물질 중에서 외부의 자극(열, 빛, 전기적 자극 등)에 의해 뚜렷한 물리적 성질의 변화를 보이는 고분자들이 있다. 고분자전해질도 이온화 등에 의해 다른 용해도를 보이거나 입체구조 변화를 일으키는 자극응답형(stimuli-responsive) 고분자이다. 본 실험실에서는 이와 같이 자극에 변화가 가능한 고분자를 이용한 미세 패턴을 형성하여 표면에 화학적 또는 기하학적으로 다른 기능의 패턴을 도입하는 기술을 연구한다. 이러한 기술은 미세패턴을 요구하는 다양한 소자패턴 기술에 응용될 수 있다.

Research Funds supported by: KEIT, NRF

본 실험실은 Dip coater 장비를 이용한 Layer-By-Layer 기술의 고분자전해질 다층막의 제조와 물성연구, 공중합체를 이용하여 합성되는 고분자 Brush 제조, 고분자전해질을 이용한 마이크로 캡슐 제조를 기반으로 하며, 금속나노입자의 제조와 생분해성 고분자의 합성 연구를 수행하고 있다. 이와 더불어 세포배양을 하여 합성 된 재료와 세포와의 관계를 연구하고 있다. 위에서 만들어지는 재료는 TEM, SEM, AFM, 광학현미경, UV-visible, IR, contact angle meter 등으로 분석·연구 되며, 응용분야는 생기능성 고분자를 이용하여 제약·의료등의 분야에 이용되는 바이오칩의 개발과 생분해성 고분자를 이용하여 약물 전달용 생체 고분자 재료 및 약물 전달 시스템 개발, 생명 과학과 고분자 공학을 응용한 기공성 고분자 재료에 세포를 배양하여 조직 이나 장기 등을 인공적으로 만드는 기술인 tissue engineering 등에 이용된다. 이러한 연구개발은 고분자 재료를 이용한 생명공학 (BT)과 나노기술 (NT)의 집합이며 21세기를 이끌어갈 생명공학과 나노기술산업에 필요한 인력양성에 크게 기여하는 것 이라 할 수 있다.

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