We used Brewster’sLaw to examine the mechanism of liquid crystal(LC) alignment on anorganic insulation layer when subjected to ion-beam irradiation. Brewster’s Law implies that the maximum rate polarized ray on a slanted insulation layers on the substrate and it illustrates the dependence of polarization and the mechanical structure on the ionbeam irradiation process. The pretilt angle of nematic LCs on the organic insulation surface was about 1.13° for an ionbeam exposure of 45° for 1minute at 1800eV. This shows the dependence of LC alignment on the polarization ratio in a slanted organic insulation layer.

Using UV nanoimprint lithography(UV-NIL), 1-dimensional(1-D) pattern structures were fabricated on a hybrid mixture thin film of lanthanum oxide and a UV-curable resin. 1-D pattern on a wafer fabricated by the laser interference lithography was transferred to polydimethylsiloxane and this is used as a mold of UV-NIL process. Conducting an X-ray photoelectron spectroscopy, C 1s and La 3d spectra were analyzed, and it was confirmed that hybrid thin film was successfully deposited on glass substrate. Also, transferred pattern structure was observed by using an atomic force microscopy. Through this, it was revealed that agglomerations between 1-D pattern were increased as UV irradiation time increased and this phenomenon disrupted the quality of NIL process. Additionally, liquid crystal(LC) cells with patterned hybrid thin films were fabricated and LC alignment performances were investigated. Using the polarizing optical microscopy and the crystal rotation method, LC alignment state and pretilt angles were observed. Consequently, the uniform homogeneous LC alignment was achieved at UV irradiation time of 1min and 3min where high resolution pattern transfer was observed.

광중합 방법을 이용하여 고리화 중합이 가능한 디알릴 기를 포함하는 액정 단량체를 합성하였고 이를 이용하여 액정의 상전이 특성 및 배향특성과 중합거동에 대하여 연구하였다. 액정단량체는 2-methyl-1,4-phenylene 기를 중 심구조로 하며 양 말단에 고리화 중합이 가능한 1,6-heptadienyl 기를 포함한다. 합성된 액정단량체를 1H-NMR로 구 조 분석을 하였으며 DSC와 POM을 이용하여 액정단량체의 상전이를 관찰하였다. 그 결과 합성된 합성된 액정단량체는 가열시에는 액정상이 관찰되지 않고 약 52 oC에서 등방성 액체로 녹았으며, 냉각시에는 49.1 oC에서 –9.5 oC 사이에서 전형적이 네마틱 상을 보이고 그 이하에서는 결정성을 나타내는 enatiotropic 상전이를 나타내었다. 합성된 액정 단량체는 광개시제를 포함하는 중합용액으로 제조하여 코팅 후 광조사를 통해 고리화 중합을 진행하였으며, 그 결과 고분자필름을 제조하는 데에는 성공하였으나 중합과정 중 배향이 파괴되어 광학필름으로 사용할 수는 없었다.

이 연구는 국산화 한 액정형성 유화제에 대하여 선진사의 액정형성제를 사용하여 pH변화에 따른 안정성에 관한 것이다. 국산화한 액정유화제는 SugarCrystal-LC (㈜바이오뷰텍, 한국)를 사용하였 고, 비교시료는 Nikkomulese-LC (니코캐미칼즈, 일본)와 Alacel-LC (Croda 캐미칼즈, 영국)를 사용하 여 액정형성의 생성력을 실험하였다. 액정형성은 산성 (pH=4.2)에서, 중성 (pH=7.0) 그리고 알칼리성 (pH=11.7)에서 액정구조가 생성되는지 현미경으로 확인하였다. 또한 교반 속도에 따른 액정의 형성 입 자를 편광현미경으로 관찰 하였다. 교반 시간은 모두 동일하게 3분 동안 Homo-mixer로 교반하였고, 교반속도는 2500rpm, 3500 rpm, 4500rpm으로 증가시켜 액정의 상태를 관찰하였다. 그 결과 한국산 계면활성제가 2종의 외국산 보다 안정하고, 선명한 액정구조가 형성되는 것을 알 수 있었고, 영국산의 경우 유화입경이 분균일하여 불안정한 상태를 보였다. 일본산의 경우, 한국산과 유사한 구조와 성능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 한국산 계면활성제는 외국산과 비교하여 우수한 유화성능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 응용분야로 국산화한 Sugar Crystal-LC 계면활성제를 사용하여 액정크림, 로션, 아이크림 등 다양한 제형개발이 가능하고, 화장품산업은 물론 의약품산업 및 제약산업에서 피부외용제의 유화기술 로 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

이 연구는 슈크로오스디스테아레이트(Sucro-DS)를 사용하여 친수형 O/W 에멀젼을 만들고, 이 에멀젼의 드로플렛(droplet)은 다중층의 구조를 가지는 액정생성에 관한 것이다. Sucro-DS 의 물리화 학적 특성을 알아보았고, 이를 이용한 유화성능에 대하여 연구하였다. 액정을 형성하기 위하여 3wt%의 Sucro-DS, 5wt%의 글리세린, 5wt%의 수쿠알란, 5wt%의 카프릭/카프릴릭트리글리세라이드, 3wt%의 세토스테아릴알코올, 1wt%의 글리세릴모노스테아레이트, 78wt%의 정제수의 혼합계에서 안정한 다중층 의 라멜라구조가 형성됨을 알 수 있었다. 이를 응용하여 불안정한 활성물질을 봉입한 크림을 만드는 방 법에 대하여 기술하였다. 또한, 이 기술을 이용한 크림의 보습효과에 대하여 연구하였다. 인체 임상시험 을 통한 피부개선효과에 대하여 연구한 결과를 보고한다. Sucro-DS 를 사용하여 안정한 액정상을 생성 하는 pH 범위는 5.2~7.5 에서 안정한 액정구조를 유지하고 있었다. 액정의 안정성이 우수한 농도는 3wt%의 베헤닐알코올을 함유할 경우의 경도는 13kg/mm,min 이었다. 동일 함량의 점도는 25,000 mPas/min 이었다. 유화제의 영향에 대하여 실험한 결과, Sucro-DS 의 농도는 5wt%가 적합하였고, 안정 한 액정의 입경분포는 4~6mm 이었다. 이를 현미경분석을 통하여 관찰하였고, 3 개월동안 액정변화의 안 정성은 4℃, 25℃, 45℃에서 안정함을 알 수 있었다. 임상시험으로, 바르기 전의 보습력은 13.4±7% 이 었다. 액정이 형성되지 않은 크림의 보습력은 14.5±5%로 바르기 전보다는 약 8.2% 보습력이 상승하였 다. 반면, 액정크림의 경우 19.2±7%로, 도포 전보다는 43.3%보습력이 상승하였다. 응용분야로 Sucro-DS 유화제를 사용한 액정크림, 로션, 아이크림 등 다양한 제형개발이 가능하고, 화장품산업은 물 론 의약품산업 및 제약산업에서 피부외용제의 유화기술로 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

The phase separated structure and the electro-optical properties of the (polymer/liquid) crystal : LC) composite film strongly depended on the weight fraction of LC in it. The continuous LC phase was formed in a three-dimensional polymer network when the LC weight fraction was above 40wt%. The aggregation structure of the composite film could be controlled by controlling the solvent evaporation velocity during the film preparation process. The smaller LC domains or channels were formed in the case of the faster solvent evaporation velocity. The composite film exhibited reversible light scattering-light transmission switching upon electric field -OFF and -ON states, respectiverly. The light scattering properties of the composite film strongly depended on the spatial distortion of the nematic directors as well as the mismatch in refractive indices between matrix polymer and LC.

본 연구에서는 C12-20 알킬글루코사이드, C14-22 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정에멀젼을 제조하 고 다양한 분석장비를 이용하여 구조분석을 실시하였다. 먼저 제조한 액정에멀젼을 편광현미경과 cryo-SEM을 이용하여 각각 액정에멀젼의 특징인 maltese cross 무늬와 다층 구조를 확인하였다. 또한, DSC를 이용하여 액 정상 형성을 확인하였고, small angle x-ray scattering (SAXS) 분석을 통하여 약 305 Å의 층간 간격을 갖는 다층 라멜라 구조를 확인하였다. 한편, wide angle x-ray scattering (WAXS) 분석을 통해 제조된 액정에멀젼 의 라멜라 구조를 이루고 있는 알킬 사슬 간 배열이 사방정계 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 액정에멀젼 구조 연구를 통해 얻어진 다양한 물성 정보는 향후 산업적으로 많이 이용될 것으로 기대된다.