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.