목적 : 본 연구는 세륨(IV)-지르코늄(IV) 산화물 나노입자를 사용하여 콘택트렌즈를 제조한 후, 안의료용 기능성 렌즈로의 사용 가능을 확인 위해 제조된 렌즈의 물성을 비교 분석하였다. 방법 : 2-Hydroxyethyl methacrylate에 나노 세륨-지르코늄 산화물(cerium(IV)-zirconium(IV) oxide)을 첨가하여 공중합 한 후 물성을 측정하고, 친수성 단량체인 methacrylic acid(MA)를 추가로 첨가하여 물성을 측정, 비교하였다. 결과 : 다양한 비율의 세륨(IV)-지르코늄(IV) 산화물 나노입자와 MA를 첨가한 렌즈의 물성을 평가한 결과, UV-B 투과율은 40.95~66.26%, 굴절률 1.4163~1.4357, 함수율 37.44~47.18%, 접촉각 36.87~56.36°, 인장 강도 0.0612~0.561 kgf/mm², 표면거칠기 7.70~8.72 nm로 각각 측정되었다. 나노입자 및 MA 첨가는 습윤성, 인장강도 및 중합안정성을 향상시키고, UV-B 투과율과 표면거칠기를 감소시켰으며, 황색포도상구균에 대한 항균 성이 확인되었다. 결론 : 세륨(IV)-지르코늄(IV) 산화물 나노입자에 MA를 첨가하여 제조한 렌즈가 중합 안정성, 내구성, 습윤성 을 향상시키는 것을 확인하였으며, 따라서 안의료용 기능성 콘택트렌즈 소재로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA)와 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA) 그리고 di(ethylene glycol) ethyl ether acrylate(DGA)와 polyethylene glycol methacrylate(PGM)를 이용하여 다양 한 콘택트렌즈를 제조하였다. 그 결과, DGA함량이 증가할수록 렌즈의 함수율이 증가하였고 접촉각도 증 가하였다. 인장 강도를 측정한 결과에서는 DGA함량이 증가할수록 강도는 감소하였다. DGA를 함유한 콘 택트 렌즈는 친수성 설질을 나타내므로 단백질 흡착에 대한 저항성이 HEMA만 사용했을 때 보다 DGA함 량이 높을수록 증가하였다. 렌즈의 미세 상분리 여부를 확인하기 위하여 렌즈 단면을 SEM으로 측정한 결 과 표면이 균일하게 일정하며 상분리 현상은 발견되지 않았다. 열 중합대신 에너지효율이 높은 광중합을 적용한 결과, PGM-1의 경우 40초안에 80%의 전환율을 나타냄을 확인할 수 있었다.

폴리에틸렌 글라이콜 다이아크릴레이트 (polyethylene glycol diacrylate, PEGDA) 하이드로젤을 정삼투 (forward osmosis, FO) 분리막의 지지체로 사용하여 고성능의 FO 분리막을 제조하였다. 친수성의 PEGDA를 자외선 조사를 통한 중합 과 그에 따른 상분리를 이용하여 다공성으로 구조화하였고, 매우 높은 친수성을 가진 하이드로젤 지지체를 얻을 수 있었다. 제조된 친수성 PEGDA 지지체 위에 높은 수투과도와 염 선택도를 확보하기 위해서 일반적인 계면중합 방식이 아닌 톨루엔 을 유기 용매로 사용한 계면중합 방식(TIP)으로 선택층을 도입하였다. 제조된 PEGDA 지지체 기반 분리막은 1.0 M NaCl 유 도 용액과 증류수 유입수를 통한 FO 성능 측정에서 상용 HTI 분리막들에 비해서 매우 높은 수투과도와 낮은 염 선택도를 나 타내었다. 본 연구를 통해, 기존의 소수성 지지체를 추가적으로 개질하는 방식이 아닌 새로운 물질과 제조방식을 사용한 FO 지지체의 가능성을 제시하고자 한다.

제 4 차 산업혁명이 일어남에 따라 각국의 정부와 기업들은 보다 환경친화적인 정책과 기술 개발에 힘쓰고 있다. 배기가스 배출과 소음이 거의 없는 전기차 및 수소차의 개발, 그리고 이를 보편화 하기 위한 정부의 정책 등 기존의 경제, 산업 구조를 친환경적으로 바꾸려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 최근 여러 환경문제를 해결하기 위해 각종 유해 가스 흡착 및 폐수 처리용으로 활성탄을 많이 사용하고 있으나 흡착질의 특성에 따라 요구되는 표면 특성이 다르기 때문에 수요에 걸맞는 활성탄의 개발이 점차 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 친수성 유기물 제거에 유리한 활성탄을 개발하고자 C-O, C-O-C, C=O 및 O=C-O 등과 같은 친수성 작용기를 질산처리 방법을 통해 활성탄 표면에 효과적으로 도입하는 연구를 진행하였다. 질산을 활용하여 끓는점 및 다양한 농도 조건에서 활성탄을 환류, 개질하였고, 이를 세척 후 고온에서 탄화시켜 활성탄의 표면을 개질하였다. 제조된 개질활성탄은 활성탄의 비표면적, mesopore 및 micropore 의 함량을 알기 위하여 BET 를 이용하여 측정하였고, 4 M 120 ℃에서 개질한 결과 가장 높은 792.22 m2g-1 으로 확인되었다. 또한 제조된 활성탄의 표면 및 기공 특성 변화를 확인하기 위해 SEM, XPS, EDX, BET 등의 분석을 실시하였으며 질산 처리 정도에 따른 특성 변화에 대해 비교 고찰하였다.

온도, pH, 빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로 피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저, 폴리에틸렌 다이아크릴레이트 (PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜, 수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환 하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.

목적 : 본 연구는 실리콘과 친수성 단량체를 포함하는 기능성 실리콘 콘택트렌즈를 제조하기 위해 Isobornyl Methacrylate 및 2-(Trifluoromethyl)styrene을 사용하여 물리적, 광학적 특성을 분석하였다. 방법 : 고분자의 중합은 실리콘 모노머와 친수성 단량체인 DMA(N,N-Dimethylacrylamide), 가교제인 EGDMA (Ethylene glycol dimethacrylate) 그리고 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 사용하여 공중합하였다. 첨 가제는 Isobornyl Methacrylate와 2-(Trifluoromethyl)styrene를 각각 사용하였으며, 제조된 콘택트렌즈의 물 성 변화를 알아보기 위해 분광투과율, 굴절률, 산소투과율, 인장강도 등을 측정하였다. 결과 : 제조된 친수성 콘택트렌즈의 산소투과율은 실리콘의 영향으로 33.22×10-11(cm2/s)(mlO2/ml×mmHg) 으로 나타났다. 첨가제인 Isobornyl Methacrylate의 양이 증가함에 따라 굴절률은 다소 향상되었고, 분광투과율은 첨 가제 양에 따라 가시광선 영역에서 약 15% 향상되어 투명한 콘택트렌즈가 제조되었다. 또한 2-(Trifluoromethyl) styrene의 첨가량에 따라 인장강도는 약 45% 향상된 것으로 나타났다. 결론 : 본 연구를 통해 제조된 실리콘 콘택트렌즈는 콘택트렌즈의 기본적인 물성을 만족시키면서 고산소투과성 을 가지며, Isobornyl Methacrylate 및 2-(Trifluoromethyl)styrene는 각각 상용성과 내구성을 향상시키는 것 으로 나타나 콘택트렌즈 재료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 계면막 조성이 유화된 생선기름의 지방질 산화에 미치는 영향을 평가하기 위해, 소수성 부위의 길이는 같지만 친수성 부위의 크기가 다른 비이온성 에톡실화 지방산 알코올 유화제를 혼합하여 에멀션을 제조했 다. 또한 산화방지제의 극성이 에멀션 지방질 산화에 미치는 영향을 평가하기 위해 에멀션에 지용성 산화방지제 (tert-butylhydroquinone (TBHQ)) 및 양친매성 산화방지제(lauryl gallate)를 첨가했다. 생선기름 에멀션의 지방질 산화 속도(lipid peroxid와 thiobarbituric acid-reactive substance (TBARS))는 유화제의 친수성 머리 부위와 농도에 큰 영향 을 받았다. 친수성 부위가 작은 유화제와 큰 유화제를 1:1 비율(몰농도 기준)로 1.00 mM 및 2.93 mM가 되도록 혼 합하여 에멀션을 제조했다. 유화제의 농도가 각 1.00 mM과 2.93 mM로 제조된 에멀션 모두에서 lipid peroxide의 생 성 속도는 차이가 없었지만, TBARS는 유화제의 농도가 1.00 mM인 에멀션에서 더 빠르게 생성되었다. 에멀션의 계면막 조성과 관계없이 lauryl gallate는 TBHQ보다 더 높은 산화방지활성을 보여주었다.