소개글
"하이드로겔제조"에 대한 내용입니다.
목차
1. 하이드로겔 제조
1.1. 열 감응성 하이드로겔 제조 실험
1.2. 접착성 하이드로겔의 제조
2. 열 감응성 하이드로겔 제조 실험
2.1. 실험 원리
2.2. 실험 기구 및 시약
2.3. 실험 방법
2.4. 실험 결과 및 고찰
3. 접착성 하이드로겔 제조
3.1. 실크 피브로인 수용액 제조
3.2. 하이드로겔 제조
3.3. 초음파와 동결/융해에 의한 실크/PVA 하이드로겔의 제조 및 특성 평가
4. 결론
5. 참고 문헌
본문내용
1. 하이드로겔 제조
1.1. 열 감응성 하이드로겔 제조 실험
열 감응성 고분자(thermo-responsive-polymer)는 낮은 온도에서는 졸 상태로 존재하다가 저온임계용액온도(LCST)에 이르면 수용액이 반고체형 겔을 형성한다. 즉 고분자 수용액이 LCST 보다 낮은 온도에서는 물과 수소결합으로 인해 용해되어 있다가 온도가 증가하면서 수소결합이 해리되어 고분자끼리 엉키면서 침전으로 형성되는 것이다. 이와 같은 가역적인 솔-겔 상전이 또는 부피 상전이가 일어나는 것이다.
열 감응성 고분자 중 온도변화에 따라 솔-겔 전이를 보이는 고분자는 약물전달체로서 매우 유용하다. 이러한 가역적 열 감응성 하이드로겔의 망상구조는 일반적인 공유결합으로 형성된 것이 아닌 물리적인 결합에 의해 형성된 것이다. 이는 소수성 결합, 극성 결합, 쿨롱 힘 등의 분자간력에 기인한다.
대표적인 열 감응성 고분자인 Poly(NIPAAM)은 32도에서 저임계용액온도(LCST)를 나타낸다. 하지만 실제로는 폴리머의 농도에 따라 5~10도 정도 다를 수 있다. 이 고분자의 열 감응성 성질은 외부의 온도변화에 의해 아미드 그룹과 물 사이의 수소결합 변화에 의해 나타난다. LCST 이하에서는 아미드 그룹과 물 분자 사이의 수소결합이 아미드 그룹간의 수소결합보다 강하게 형성되어 물에 용해되고, LCST 이상에서는 반대로 물 분자사이의 수소결합보다 아미드 그룹간의 수소결합들이 더 강하게 작용되어 물에 용해되지 않는다.
이번 실험에서는 열 감응성 하이드로겔을 실제로 제조해보고 LCST 조절에 대해 공부한다. 실험에 사용된 주요 시약으로는 N-isopropylacrylamide(NIPAm), ammonium persulfate(APS), N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine(TEMED)가 있다. APS와 TEMED는 중합반응을 촉진시켜주는 역할을 한다.
실험 방법은 다음과 같다. [A] neat thermo-responsive hydrogel의 경우 증류수 75g에 NIPAm 2g을 첨가하고 교반한 후 APS(5wt%)용액 1ml, TEMED 0.7ml를 넣고 교반하며 15분 기다린다. [B] glycerol 첨가한 thermo-responsive hydrogel의 경우 증류수 75g에 20wt%의 glycerol을 첨가하고 균일하게 교반한 후 NIPAm 2g을 넣고 교반한다. 그 후 APS(5wt%)용액 1ml, TEMED 0.7ml를 넣고 교반하며 15분 기다린다. 마지막으로 열을 가하여 [A]와 [B]의 LCST 차이를 관찰한다.
실험 결과 및 고찰을 보면, glycerol을 첨가한 [B] 하이드로겔이 [A] 하이드로겔보다 낮은 온도에서 변화가 일어났다. 이는 glycerol이 아미드 그룹과 물의 친수성 보다 glycerol과 물의 결합이 더 강하기 때문에 상대적으로 고분자에 소수성을 부여하여 LCST를 낮추는 역할을 했기 때문이다.
또한 온도 상승에 따라 불투명해지는 현상은 NIPAm 고분자의 열 응답성과 관련이 있다. LCST 이하에서는 아미드 그룹과 물 사이의 수소결합이 강해 물에...
참고 자료
외부 제어 가능한 하이드로겔 나노복합체 - 김영호
하이드로젤을 이용한 약물 전달 기술 – 송수창, 조정교, 전창주
Thermo-responsive polymers for gene delivery – 남궁란, 김원종
온도 감응성 제어를 위한 고분자 시스템의 결정화 기반 제조법 – 이서린, 이종휘
위키백과
http://www.happyhaksul.com/reports/376663
https://www.cheric.org/PDF/PK/PK37/PK37-6-0717.pdf
https://www.cheric.org/PDF/PK/PK36/PK36-4-0455.pdf
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