특 집 | 외부자극에 감응하는 지능형 자기조립 나노트랜스포머 354 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology Type of interaction or bonding Strength kJ mol-1 Covalent bond Coulomb Hydrogen bond 100-400 250 10-65 Ion-dipole dipole-dopole Cation-π 50-200 5-50 5-80 π-π 0-50 van der Waals forces hydrophobic effects metal-ligand 5 difficult to assess 0-400 표 1. 분자 결합력 크기 비교7 따라서, 본 총설에서는 지능형 기능성 소재 및 소자 개발 의 근본이 될 외부자극에 가역적으로 감응할 수 있는 유기 고분자의 다양한 설계 및 용액상 자기조립 나노구조체의 형 상학적 화학적 변화를 소개하고자 한다. 특히, 유기 고분자 중 용액 내 자기조립이 용이한 로드-코일 양친매성 분자를 대표적으로 설명하고자 한다. 2. 초분자 나노구조스스로 모이고 스스로 흩어지다. 2.1 비공유결합으로 자기조립하다 지능적인 자극 �...

특 집 | 외부자극에 감응하는 지능형 자기조립 나노트랜스포머 356 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 5. 아령모양의 삼중블록 공중합체.24 그림 6. 물과 헥산에서 내부결정구조 변화에 따른 역 실린더 미셀.26 으로 알려져있는 구형과 긴 실린더형 미셀의 용액상 구조 전 이 사이에 또다른 구조들이 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 나노고리 구조형성의 추진력은 집합체 중심을 형성하는 딱 딱한 긴 로드와 긴 알킬 사슬의 비등방성 응집, 강한 소수성 군집의 조합으로 초기의 구형미셀들이 용액내 안정한 나노 구조 형성을 위해 측간 자기조립을 한 것으로 보인다. 이 외 에도 거대고리형 로드-코일 분자에 키랄성 도입자리에 따라 기존의 알려져있지 않은 나선형-튜브 구조들이 계층적으로 나타나는 것이 보고된 바 있기에25 분자조성, 기하학...

특 집 | 외부자극에 감응하는 지능형 자기조립 나노트랜스포머 358 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 10. 폴리펩타이드 이중 블록 혼성 중합체 PGA15-b-PLys15로 만들어진 수용성 베시클의 pH 응답.32 그림 11. 다중응답성 PHIC-b-P2VP고분자의 예.33 그림 12. 손님분자에 의해 유도된 나노섬유에서 나노리본으로의 구조 변화와 이에 따른 졸-겔 상전이.36 슐을 형성하였다. 이것은 무작위한 코일 형태가 밀집된 알파 나선 구조로 변하는 블록들 중 한 블록의 중성화 때문에 일 어난다. 산성의 pH에서는 PGA 블록은 중성화되고 그에 따 라 막대 형태의 PGA는 소포체의 중심을 이루고 PLys 블록 은 껍질을 이루게 된다. 이와 달리, 염기성 조건에서는 양성 화된 PLys 블록 -NH3+ 이 중성의 불용성 –NH2기로 바뀌면 서 집합체의 중심을 이루게 된다. 이러한 pH에 민감한 �...

특 집 | 외부자극에 감응하는 지능형 자기조립 나노트랜스포머 360 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 구조체의 물리학적 특성 간의 정확한 관계를 파악하기 위한 집중적인 연구가 필요하다. 그와 더불어, 온도, pH, 그리고 외부자극 화학물질 뿐 아니라 전기, 빛, 그리고 이온성 세기 와 같은 외부 자극에 반응하는 다양한 물질들 또한 꾸준히 연구되어야 한다. 마지막으로, 이 총설에서는 구조적 변화에 따른 전자기적, 광학적 성질의 변화는 다루지 아니하였지만, 이를 토대로 기존의 바이오 관련 치료 및 진단 소재 뿐 아니 라 전기전자재료에도 신중한 응용이 필요할 것이다. 참고문헌 1. C. Sanchez, H. Arribart, M. Madeleine, and G. Guille, Nat. Mater., 4, 277 2005 2. J. M. Lehn, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 99, 4763 2002 3. B. Rybtchinski, ACS Nano, 5, 6791 2011 4. E. Cabene, X. Zhang, K. L...

특 집 | 외부 환경 반응성 하이드로젤을 이용한 미세구조체 제작과 인공 세포외기질로의 응용 362 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 1. 외부 자극 반응성 하이드로젤 및 고분자를 이용한 생체 내 세포외기질 의 동적인 환경 모사.6 그림 2. 다양한 연성 물질세포, 콜로이드 입자, 계면활성제로 이루어진 리포 좀과 미셀 등의 구조체, 하이드로젤 시계방향으로 있듯이 외부 환경의 변화 – 예를 들면, 습도, 온도, pH, 염도 등의 변화 혹은 빛, 전자기장의 노출 등 – 에 반응하여 자신 의 미세 구조, 생화학적 특성, 혹은 기계적 성질을 변경할 수 있는 능력을 인공적으로 구현, 혹은 모방하기 위해서는 적 절한 물질의 선택과 선택된 물질을 마이크로미터 수준에서 정교하게 가공할 수 있는 기술이 필요하다. 따라서 본 칼럼 에서는 환경 반응성 물질...