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.

계면동전위 특성평가는 분리막의 막오염 개선연구와 분리막의 표면전하 분석을 통한 고분자의 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구로 활발히 진행되고 있다. 제타전위 (zeta potential)란 전기역학적 현상으로 발생하는 전위차를 정량화 한 값을 측정하는 것을 말한다. 이러한 제타전위를 측정하기 위해서는 전기영동 (electrophoresis), 전기삼투 (eletrosmosis), 유동전위 (streaming potential)를 측정하는 예가 있다. 그 중 평막은 유동전위 측정을 하는 것에 있어 가장 높은 재현성을 보인다. 따라서, 본 연구에서는 SEBS (polystyrene-ethylenebutylene-styrene) 고분자 개질을 통해 아민화된 SEBS 평막형 분리막을 제막하고, 제막한 아민화된 SEBS 고분자 분리막의 계면동전위 측정을 통해 계면 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다.

목적: 본 연구에서는 동일 재질이지만 착색 유무가 다른 투명소프트콘택트렌즈(이하 투명렌즈)와 써클콘택트렌즈(이하 써클렌즈)의 표면 및 내부의 친수성을 비교하여 착색에 의해 콘택트렌즈의 표면 및 내부 친수성 특성이 달라지는 정도를 알아보고자 하였다. 방법: 국내에서 시판 중인 소프트콘택트렌즈 중 etafilcon A 재질의 투명렌즈와 써클렌즈, hilafilcon B 재질의 투명렌즈와 써클렌즈, nelfilcon A 재질의 투명렌즈와 써클렌즈로 착색 유무 여부가 다른 총 6 종의 소프트콘택트렌즈를 사용하였다. Jacob의 방법에 따라 수단 Ⅳ 용액으로 소프트콘택트렌즈를 표면 및 전체 염색하고 헹군 뒤 렌즈를 DMSO에 담아 초음파 세척기를 사용하여 렌즈에 부착된 수단 Ⅳ를 추출하였다. 추출된 수단 Ⅳ의 흡광도를 찍은 후 검량선(calibration curve)에 따라 농도로 환산하였다. 결과: Etafilcon A 재질 렌즈의 표면 친수성 평가에서 투명렌즈와 비교하여 써클렌즈의 수단 Ⅳ농도가 더 높았으나 유의한 차이는 아니었고, 내부포함 친수성 평가에서는 써클렌즈가 2.2배 높았다. Hilafilcon B 재질 렌즈의 표면 친수성 평가에서 투명렌즈에 비해 써클렌즈의 수단 Ⅳ의 농도가 유의하게 높아 투명렌즈의 표면이 더 친수성임을 알 수 있었고, 내부 포 함 친수성 평가에서는 오히려 써클렌즈가 더 친수성으로 나타났다. Nelfilcon A 재질 렌즈 투명렌즈와 써클렌즈의 표면 및 내부 친수성이 유의한 차이가 없었다. 렌즈 표면에 염료가 위치한 hilafilcon B 렌즈의 경우는 표면 수단 Ⅳ의 농도가 더 높았고, 렌즈 안쪽에 염료가 위치한 etaflicon A의 경우 내부의 수단 Ⅳ의 농도가 더 높았다. 그러나 nelfilcon A는 표면과 내부 모두에서 친수성이 매우 높아 염료의 위치에 상관없이 친수성 정도의 차이가 나타 나지 않았다. 결론: 본 연구에서 착색 유무에 따라 소프트콘택트렌즈 표면과 내부 친수성의 정도가 2배 이상 달라질 수 있으며, 염료의 위치에 의해서도 표면과 내부의 친수성이 영향을 받는다는 것을 밝혔다. 이러한 친수성 정도의 차이는 투명렌즈와 착색렌즈의 재질적 특성 및 각막에 대한 생리적인 상호작용이 다른 것에 대한 하나의 원인이 될 수 있으리라 보인다.

목적: 본 연구에서는 동일 재질이지만 습윤제 함유 유무가 다른 소프트콘택트렌즈의 표면 및 내부의 친수성을 비교 평가하여 습윤제 함유에 의해 소프트콘택트렌즈의 표면 및 내부 특성이 어느 정도로 달라지는 지를 알아보고자 하였다. 방법: 실험에 사용한 소프트콘택트렌즈는 총 6종이었으며, etafilcon A 투명콘택트렌즈(이하 투명렌즈)와 PVP(polyvinylpyrrolidone)를 함유한 etafilcon A 투명렌즈, etafilcon A 써클콘 택트렌즈(이하 써클렌즈)와 PVP를 함유한 etafilcon A 써클렌즈, nelfilcon A 투명렌즈와 PEG(polyethylene glycol)+ HPMC(hydroxypropylmethylcellulose)를 함유한 nelfilcon A 투 명렌즈로 총 습윤제 유무여부가 다른 3 세트를 비교하였다. Jacob의 방법에 따라 수단 Ⅳ 용액으로 소프트콘택트렌즈를 표면 및 전체 염색하고 헹군 뒤 렌즈를 DMSO에 담아 초음 파 세척기를 사용하여 렌즈에 부착된 수단 Ⅳ를 추출하였다. 추출된 수단 Ⅳ의 흡광도를 찍 은 후 검량선(calibration curve)에 따라 농도로 환산하였다. 결과: Etafilcon A 투명렌즈의 표면 친수성 평가에서는 습윤제가 함유된 렌즈 표면에서의 수단 Ⅳ 농도가 더 낮았으나 유의한 차이는 아니었고, 내부포함 친수성 평가에서는 습윤제가 함유된 렌즈의 수단 Ⅳ 농도가 습윤제가 함유되지 않은 렌즈의 21.6%로 통계적으로 유의하게 차이가 있어(p<0.005) 습윤제에 의해 내부 친수성이 크게 향상됨을 알 수 있었다. Etafilcon A 써클렌즈는 표면 및 내부 포함 친수성 평가에서 모두 습윤제가 없는 재질에 비해 습윤제가 있는 경우 통계적으로 유의한 차이를 보여(p<0.000), PVP 습윤제가 렌즈 표면 및 내부의 친수성에 영향을 미친 것으로 나타났다. Nelfilcon A 투명렌즈의 경우 습윤제 유무와 상관없이 표면과 내부의 수단 Ⅳ의 침착이 매우 미미하게 나타나 표면 및 내부 모두 친수성이 큰 것으로 나타났으며, 습윤제 함유에 따른 차이가 크지 않다는 것을 알 수 있었 다. 결론: 본 연구에서 습윤제 함유에 따라 콘택트렌즈의 친수성이 4배 이상 향상되는 경우가 있으며, 친수성의 향상 정도는 콘택트렌즈에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 습윤제의 콘택트렌즈 표면 및 내부 특성에 미치는 영향을 정량적으로 제시하였으며 이러한 결과는 콘택트렌즈 착용으로 인한 착용감 및 눈물 성분 침착 정도의 차이에 직간접 적인 원인이 될 수 있을 것으로 보인다.

태양광 발전의 효율을 높이기 위한 실란 커플링제와 나노 무기산화물을 첨가한 계면활성제를 이용한 친수성 코팅액을 제조하여 태양광 모듈의 유리 표면에 도포하여 김서림 방지(antifogging) 및 내오염성(antifouling)을 부여하였다. 1% 친수성 코팅액에 나노 무기산화물인 LudoxⓇ를 첨가한 경우 LudoxⓇ의 농도에 관계없이 초친수성 과 우수한 antifogging 효과를 나타내었다. 그러나 유리에 대한 antifouling 효과는 LudoxⓇ를 10% 이상 첨가하였을 때부터 발현되었다. 또한, pH 4에서 가수분해한 TEOS를 첨가한 코팅액의 경우 TEOS를 0.7% 첨가한 경우 steam test 결과 antifogging 효과를 유지하였으며, 코팅한 유리 표면을 젖은 킴와이 프로 100회 문지른 후에도 pollution test 결과 antifouling 효과를 유지하였다. 또한, AFM을 이용하여 표면 거칠기(Rq)를 확인한 결과 TEOS를 너무 많이 첨가하면 가장 높은 표면 거칠기 값을 보였으며 코 팅된 표면의 상태도 매우 불규칙하였다. TEOS가 0.7% 첨가된 경우 비교적 높은 표면 거칠기 값과 안 정된 표면 상태를 나타내었다. 결론적으로 김서림 방지 특성만을 위하여는 나노 무기산화물인 LudoxⓇ는 필요없으나, antifouling의 효과를 나타내기 위해서는 최소 10%의 LudoxⓇ가 첨가되어야 하며, 우수한 내구성을 나타내기 위해서 는 0.7%의 TEOS를 첨가해야 한다.

본 연구에서는 소수성 다공성 막의 투과 성능을 향상시키기 위하여 친수성 고분자를 염석법으로 코팅하였다. 코팅된 소수성 막의 코팅유무는 접촉각과 SEM을 이용하여 확인하였다. 막의 내구성을 향상시키기 위하여 Glutaric aldehyde(GA)를 이용하여 코팅용액과 함께 가교하였다. 가장 좋은 친수성 고분자로는 poly(styrere-sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA_MA)이었으며, 이를 이 용하여 코팅하였을 때 투과도 측면에서 80% 향상된 결과를 나타내었다. 또한 가장 좋은 코팅 조건은 코팅용액의 농도 150-300ppm, 이온세기는 0.15, 코팅시 간은 20분으로 도출되었다.

마이크로지르코니아는 높은 내약품성, 높은 전기저항성 등의 우수한 열적 기계적 성질을 가지 므로 다양한 분야에 사용되어 진다. 또한 지르코니아 표면을 친수화시키면, 물에 대한 분산성이 우수하 여 분산이 용이할 뿐만 아니라 대부분의 오염물질은 소수성을 띄기 때문에 오염물질에 대한 저항성을 높일 수도 있다. 본 연구에서는 지르코니아 표면에 γ-aminopropyltrimethoxysilane (APS)을 사용하여 서로 다른 pH 조건에서의 가수분해와 축합반응을 통한 친수성기의 도입과 물에 대한 분산성을 조사하 고 γ-ureidopropyltrimethoxysilane (UPS)을 사용한 결과와도 비교하였다.친수화로 개질된 마이크로지르코니아에의 지르코니아 표면의 수산기와 가수분해된 실란의 수산기와의 공유결합의 존재는 FT-IR ATR spectroscopy 및 ninhydrin 반응을 통해 확인하였다. 그러나, SEM/EDS의 결과로는 지르코니아 표면에 도입된 Si의 존재는 확인할 수 없었다. 또한, 입도 분석 결과 마이크로지르코니아는 개질 반응 중 일부 입자의 파쇄 및 aggregation이 일어남을 알 수 있었다. APS 로 개질한 경우 pH가 중성일 때 수분산성이 향상되었으나, 0.5~2% 농도의 UPS로 개질된 경우는 모든 경우 수분산성이 향상되며 분산안정성도 우수하였다.

고분자 필름의 표면에 친수성의 증가시키는 것은 그 자기 세정 및/또는 방담 특성을 가지게 하는데 중요한 접근 방법이다. 일반적으로 친수성 표면은 비이온 계면활성제를 코팅하거나 표면에너지를 증가시킴으로써 제조할 수 있다. 본 연구에서는 가격이 저렴하고 톨루엔 용제에 잘 용해될 뿐 만아니라 커플링제와 반응할 수 잇는 하이드록시기를 가지고 있는 Tween, Span 및 PEG-PPG 블록공중합체를 선택하여 실험을 수행하였다. 배합 조건에 따라 PET 필름 표면의 친수도에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 그러나, PET 필름의 표면상에 단순히 이들 계면활성제의 도입은 수세 후에는 높은 내구성을 보여주지 않았다. 내구성을 높이기 위해 에폭시 및 이소시아네이트와 같은 두 종류의 커플링제를 사용하였다. 코팅액에 6 중량 %isophrone 디이소시아네이트 (IPDI)를 함유한 코팅액으로 코팅된 PET 필름 표면의 물에 대한 접촉각은 8.7˚까지 낮아졌으며, 이는 매우 높은 친수성에 대한 간접적인 증거이다. 또한, 코팅된 PET 필름의 광 (파장 500 nm) 투과율 값은 높은 투명 특성을 유지하면서 87%에서 85%로 약간 감소하였다. 이 PET 필름은 자기 세정 특성이 필요한 필름산업에 적합한 소제로 사용될 수 있다.

Spite of the several advantages of durability and economic characteristics, such as civil engineering and construction materials, which is widely used as a mortar and concrete, and the tensile strength of fragility and brittleness due to local damage caused. This mechanical shortcoming ensure ductility and brittle complement the various fibers used in concrete and mortar has been developed in order to improve the energy absorption capacity, and increase the use of multiple structures in the form of.Now widely used in the polypropylene fiber polypropylene and affordable, excellent chemical stability and durability, but mainly use the nature of water and mix well so the fluorinated surface hydrophilic polypropylene fibers that can be granted through the processing unit,to overcome this.