본 연구에서는 고분자 점도 조절제를 첨가하여 졸-겔법 기반 알루미나 나노여과막을 단일 공정으로 제조하고, 코 팅층의 구조 및 성능을 제어하는 방법을 제시하였다. Hydroxypropyl cellulose (HPC, Mw ~80000) 고분자를 알루미나 졸에 첨가하여 점도를 10 mPa·s에서 최대 4200 mPa·s까지 조절하였으며, 이를 통해 알루미나 중공사 지지체 표면에 균일하고 결 함이 없는 선택층을 형성하였다. HPC 함량이 증가할수록 코팅층 두께가 증가하였으나, 기공 크기 증가에 따라 분리 성능이 저하되었다. 2:1 (졸:HPC 고분자 용액) 혼합비에서 제조된 나노여과막은 두께 3.20 μm의 얇은 선택층을 형성하여 높은 수투 과도(12.9 LMH/bar)와 우수한 제거 성능(PPG 1050 Da 제거율 60%, PEG 1500 Da 제거율 90%, MgCl2 제거율 80%)을 나타 냈다. 반면, 1:2 혼합비에서는 선택층 두께가 10.2 μm로 증가하였으나, 기공 크기가 증가하여 3400 Da MWCO와 64% 염 제 거율을 보였다. HPC 고분자를 활용한 점도 제어는 졸-겔 코팅층의 두께, 기공 구조 및 분리 성능을 효과적으로 조절할 수 있 음을 입증하였다.

만성 상처, 특히 다제내성 세균 감염으로 복잡한 상처는 임상적 상처 관리에서 지속적인 도전 과제이다. 자연 유 래 생체 고분자인 키토산은 고유한 항균 활성, 생체 적합성 및 필름 형성 특성으로 주목받고 있다. 그러나 단독 사용은 기계 적 강도가 낮고 약물 보유가 짧기 때문에 제한적이다. 이 총설에서는 은 나노입자(AgNPs), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nanofibers, CNF) 및 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 포함하는 시스템을 중심 으로 키토산 기반 복합막의 최근 발전을 살펴본다. 이러한 복합막은 항균 효능, 기계적 내구성 및 조절된 약물 방출을 향상시 켜 막 성능을 향상시킨다. 이러한 다기능 막의 물리화학적 특성, 항균 결과, 세포 적합성 및 치료 잠재력을 비판적으로 평가 하여 차세대 상처 드레싱 개발에 대한 가능성을 강조한다.

본 연구에서는 유기계 산화 방지제인 가려진 페놀이 그래프팅된 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성하였고, 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조하여 고분자 전해질 막 연료전지에 응용하 였다. HP-GO는 3,5-디-tert-뷰틸-4-히드록시페닐프로피오닐 클로라이드에 존재하는 염화 카보닐기(carbonyl chloride)와 GO에 존재하는 히드록시간의 치환 반응을 통해 합성되었으며, 합성된 HP-GO를 고분자 기지체 대비 0.01~0.5 wt%까지 포함하는 복합 막을 제조하여 순수 Nafion과의 물성 차이를 비교하였다. 특정 함량의 HP-GO가 첨가된 복합 막은 순수 Nafion에 비해 우수한 인장강도와 수분 흡수율 및 치수안정성을 나타내었다. 특히 HP-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HP-GO가 첨가된 복 합 막은 장시간의 펜톤 평가(Fenton’s test) 이후 순수 Nafion 대비 높은 산화 안정성을 나타내었다. 또한 HP-GO에 의한 향상 된 수분 흡수율에 의해 복합 막은 전 습도 구간에서 순수 Nafion 대비 우수한 수소 이온 전도도를 나타내었다.

본 연구에서는 산화 방지 특성이 있는 가려진 페놀기를 도입한 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성한 후 탄화수소계 고분자인 sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPAES)을 기지체로 사용한 복합 막을 제조하여 고분자 연료전지 시스템에 응용하고자 하였다. HP-GO는 GO 표면의 하이드록시기(hydroxy group)와 HP의 염화 카 보닐(carbonyl chloride) 간의 친핵성 아실치환 반응을 통해 합성되었으며, HP-GO의 비율을 다르게 첨가한 복합 막을 제조한 후 선형 SPAES 막과의 비교를 통해 성능 특성 변화를 확인하였다. 특정 함량의 HP-GO를 첨가한 복합 막의 경우 선형 SPAES 막에 비해 체적 안정성과 기계적 강도 및 수소 이온 전도도가 증가된 것을 확인할 수 있었으며, 펜톤 평가(Fenton’s test) 진행 후 막 분해 시간 및 잔여 막 무게 비율이 증가되는 경향을 통해 화학적 내구성 역시 증가한 것을 확인할 수 있었다.