특 집 고분자 과학과 기술 제 32 권 1 호 2021년 2월 15 천연나노섬유-바이오고분자 복합체 Nanocellulose and Nanochitin-based All-Organic Biopolymer Composites 조승완ㆍ황성연ㆍ박제영ㆍ오동엽 | Seungwan ChoㆍSung Yeon HwangㆍJeyoung ParkㆍDongyeop X. Oh Research Center for Bio-based Chemistry, Korea Research Institute of Chemical Technology KRICT , 406-30 Jongga-ro, Jung-gu, Ulsan 44429, Korea E-mailcrew75@krict.re.kr, jypark@krict.re.kr, dongyeop@krict.re.kr 조승완 2017 부산대학교 고분자공학과 학사 2019 부산대학교 고분자공학과 석사 2019-현재 한국화학연구원 바이오화학연구센터 연구원 황성연 2007 삼성전자 2011 한양대학교 섬유고분자공학과 박사 2014 SKC 연구원 수석연구원 2014-현재 한국화학연구원 바이오화학연구센터 단장 박제영 2007 카이스트 화학과 학사 2012 카이스트 화학과 박사 2014 SK 이노베이션 연구 선임연구원 2014-�...

김새로나ㆍ강형철ㆍ이재준ㆍ임 규 고분자 과학과 기술 제 32 권 1 호 2021년 2월 13 그림 11. DSPEC 내에서 광촉매 산화 반응 전 a 과 후 b 의 2D HSQC NMR 결과. Back-side illumination을 이용한 DSPEC c 과 일반적인 DSPEC d 의 비교 그림.16 그림 10. 리그닌 기본 구조 1-ol에서 1-one으로 전환되는 광촉매 산화 효율. 1base가 없을때, 2HAT 없을때, 3광촉매가 없을때, 4광이 없을때, 5기본 조건 base, HAT, 광촉매, 태양광 .16 해할 수 있는 NHPI 라디칼인 PINO로 형성된다. 이러한 가 시광흡수체와 전기화학적 산화의 조합은 실온에서 낮은 전 압 0.4 V 이 인가된 리그닌 산화를 가능하게 하며 이 공정 은 리그닌 변환 기술 개발에 필수적인 선택적 C-O 결합 절 단을 수행하기 위한 기반을 제공한다. 한가지 더 강조하고 싶은 것은 그림 10에 실제 리그닌의 경우 용액에서 진한 갈 색으로 가시광흡수�...

김새로나ㆍ강형철ㆍ이재준ㆍ임 규 고분자 과학과 기술 제 32 권 1 호 2021년 2월 11 그림 5. a Ru bpy 32+ 구조, b Ru bpy 32+에 대한 산화 및 환원 quenching 사이클.17 그림 6. a TEMPO 및 ACT의 구조, b 염기성 및 산성 조건에서 oxoammonium에 의한 알코올 산화 메커니즘.11 것이 필수적이다. 일반적으로 알려진 가시광흡수체 중에서도 루테늄 복합체 Ru bpy 32+, ruthenium II tris 2,2-bipyridine 는 광에너지 변환소자용 가시광흡수체로 산화환원 특성이 우수하여 널리 사용되고 있다.17 그림 5와 같이 Ru bpy 32+ 는 흡광을 통해 광여기 photoexcitation 된 Ru bpy 32+에 의해 산화/환원 quenching 과정을 거쳐 화학적 변환반응을 보여준다.18 흡광으로 인한 Ru bpy 32+의 여기를 통해 기저 상태 종보다 산화 및 환원성이 더 높은 여기 상태 Ru II *를 형성하여, 여기된 가시광흡수체를 통해 산화 또는 환원 사 이�...

김새로나ㆍ강형철ㆍ이재준ㆍ임 규 고분자 과학과 기술 제 32 권 1 호 2021년 2월 9 그림 1. 목질계 바이오매스의 구성 성분 및 구성 비율, Lignin 분해 시 획득 가능한 화합물. 그림 2. 일반적인 리그닌의 산화 전략 및 주요 특성a 화학적 산화, b 방향족 시스템의 직접적 전기적 산화, c 수소 원자 이동 hydrogen atom transfer, HAT 촉매를 통한 전기적 산화.13 이러한 고부가 가치의 물질들은 바이오 플라스틱, 접착제, 바이오 연료 등의 재료로 사용될 수 있어 활용성이 매우 높 다.4,5 리그닌은 주로 종이 생산을 위한 섬유소 공정 과정 중 생산되며 연간 약 4,0005,000만 톤의 생산량에 이르는 반 면, 분자 구조가 방향족으로 이루어져 있으며 3차원 구조로 복잡하고 대부분 C-O 및 C-C 결합으로 구성되어 있어 응 집력이 강하여 선택적 분해가 어렵기 때문에 현재까지는 상 업적�...

고자경 고분자 과학과 기술 제 32 권 1 호 2021년 2월 7 성되는 PHA는 혐기성 소화 공정 메탄 발효 공정 및 호기 성 해양 환경에서도 분해가 되는 것으로 알려져 있다 그림 6 .7 따라서 친환경 플라스틱의 생분해성 논란 문제 및 최근 미세 플라스틱 이슈 관련 급증에 대응할 수 있는 가장 바람 직한 플라스틱 대체제로써 PHA가 주목받고 있다. 3. 결론 경제적이고 생분해가 되는 플라스틱으로써의 PHA 활용 은 높은 생산가와 물성 조절의 어려움으로 산업에서의 활용 이 아직 제한적이지만, 앞으로 미생물 균주 개량 및 공정 개 발을 통해 다양한 PHA의 효율적인 생산이 가능해질 것으로 기대한다. PHA는 환경친화적 포장재와 같은 범용성 저가 제품 외에도 고부가 의료용 생체고분자 용도로 시장 전개가 용이할 것으로 예상된다. 참고문헌 1. G. Chen, I. Hajnal, H. Wu, L. Lv, a...