Mesophase pitch is a unique graphitizable material that has been used as an important precursor for highly graphitic carbon materials. In the current study, we propose to consider a spinnable mesophase pitch as a lyotropic liquid crystalline solution composed of solvent components and liquid crystalline components, so-called mesogen or mesogenic components. Among mesophase pitches, the supermesophase pitch is defined as a mesohpase pitch with 100% anisotropy, and can only be observed in pitches with a proportion of mesogenic components exceeding the threshold concentration (TC). We also examined the critical limit of AR synthetic pitch and 5 experimental spinnable mesophase pitches (SMPs). Then, we examined the effect of the solvent component on the minimum required amount of mesogenic component using a selected solvent component instead of their own solvent components. AR pitch showed 100% anisotropy with the least amount of its mesogenic component, THF insoluble components, of 60 wt.%. The solvent component, THF soluble components, extracted from AR-pitch, which has a molecular weight pattern similar to that of the original material but more amount of naphthenic alkyl chains, showed better solvent functionality than those of other THF solubles (THFSs) from other as-prepared spinnable mesophase pitches. This is why a lower amount of AR THFS can produce a supermesophase pitch when combined with the THFI (mesogenic components) of other experimental mesophase pitches. As a result of the current analysis, we define the mesogens as molecules that not only readily stack, but also maintain stacking structures in a fused state in the solution. The solvent component, on the other hand, is defined as molecules with a structure that readily decomposes in a fused state in the solution.

실험 계획법을 활용하여 세라마이드가 고함량으로 함유된 수화 액정형 베시클의 입자 사이즈에 영향을 미치는 인자를 분석하고 혼합물 조성의 최적화를 시도하였다. 베시클 입자 사이즈에 영향을 주는 주요 변수로 제조 온도, 에탄올 양, 초음파 시간을 각각 정하고, 다구찌 방법의 S/N비 산출과 ANOVA 분 석을 통해, 이들 변수들이 입자 사이즈에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 혼합물 실험 계획법의 심플렉스 중심 설계에 따라, 베시클 막을 구성하는 세 지질 성분, 인지질(HPC), 콜레스테롤(Chol), 세라마이드(Cer) 의 혼합 조성 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 회귀분석을 실시하여 모델식을 구하고, 베시클 입자 사이즈를 최소로 만들기 위한 세 지질 성분의 최적 혼합 조성은 HPC(0.6), Chol(0.1), Cer(0.3)으로 구해졌다.

이 연구는 피부 각질층의 구조와 동일한 구조를 형성하는 혼합계면활성제 (MimicLipid- MSM1000)로써 수크로오스다이스테아레이트, 폴리글리세릴-2다이올리에이트, 발효스쿠알란, 에르고스테롤, 10-하이드록시스테아릭애씨드로 이루어진 혼합물을 합성하였다. 이 혼합 계면활성제를 2~5wt%를 사용할 경우, 5~30층의 다중층 라멜라구조를 형성하는 인공 피부 모사체를 만들 수 있었다. 이 혼합계면활성제를 사용하여 에멀젼을 만들고, 다중층의 라멜라 상이 형성되는 것을 메커니즘 적으로 해석하였다. 이 계면활성제의 외관은 연한 갈색의 단단한 왁스이었고, HLB(hydrophilic lipophilic balance)는 12.53이었으며, 임계파라미터 값(critical parameter value)은 0.987, 산가는 0.13이었다. pH변화에 따른 안정성은 산성(3.8), 중성(7.2), 알칼리성(10.8)에서도 안정하였다. 액정의 입경은 5~25mm에서 가장 안정한 십자형 모양 (maltese cross) 라멜라액정 드롭플렛(lamellar crystalline droplet)이 형성됨을 알 수 있었다. 호모믹서의 교반속도 변화에 따른 유화입자의 크기는 2500rpm (17.9mm±2.6mm), 3500rpm (12.5mm±2.1mm), 4500rpm (6.2mm±1.8mm) 속도가 높아 질수록 작은 입자가 형성되었다. 편광현미경을 통하여 액정형성 입자를 관찰하였으며, 주사전자현미경(cryo-SEM)으로 액정의 형성 구조를 정밀하게 분석하였다. 응용분야로써, 각질층의 다중 라멜라 동일한 구조를 형성하는 피부모사체 형성 계면활성제를 사용하여 다양한 스킨케어화장료, 메이크업 케어 화장료, 두피보호용 화장료 등 다양한 처방개발에 폭 넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

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.

This review presents current progress in the preparation methods of liquid crystalline nanocarbon materials and the liquid crystalline spinning method for producing nano-carbon fibers. In particular, we focus on the fabrication of liquid crystalline carbon nanotubes by spinning from superacids, and the continuous production of macroscopic fiber from liquid crystalline graphene oxide.

이 연구는 경표피흡수를 위하여 큐빅액정의 자기조직체의 형성에 관한 것이다. 복수 수산기 (-OH)를 가지는 친수부에 4개의 메칠 그룹을 가지는 양친매성지질인 diglyceryl phytylacetate (DGPA) 를 합성하여 다양한 성능평가를 수행하였다. DGPA의 유화력은 1%의 적은 농도에서도 고 내상의 물을 함유하는 안정한 W/O water-in-oil)에멀젼이 유지되었다. DGPA, dimethicone (2CS), water의 3성분 계의 특정영역에서, 안정한 큐빅상의 액정이 형성되었다. 3상 구조도 작성을 통하여 큐빅 액정영역, 헥 사고날 영역, 물과 헥사고날이 혼제된 영역, 역미셀 영역을 확인하였고, SAXS (small angled x-ray scattering)분석을 통하여 그 구조를 증명하였다. 화장품의 응용으로, 큐보좀 (cubosome)에 10%의 마그 네슘아스코르빌포스페이트, 5％의 피리독신트리헥사데카노에이트를 봉입하여 캡슐화하였다. 큐보좀의 occlusive 효과는 역미셀(reverse micelle)보다 1.7배 우수한 효과를 가졌다. 큐보좀을 분산제인 poloxamer를 사용하여 W/O 에멀젼을 만든 것으로부터 큐빅구조의 액정상으로 회복되는 것을 새롭게 발견하였다. 따라서, DGPA의 양친매성지질의 특성을 이용하여, 큐빅상의 액정을 형성하는 기재로써 화 장품 산업과 의약품분야에서 경표피흡수제로써 응용이 가능할 것으로 기대된다.

Recently, many cosmetic researchers have been focused on the development of high functional cosmetics including anti-wrinkle and whitening. In these studies, they couldn't afford to pay a deep attention to stable encapsulations for unstable materials and efficient drug deliveries for them. Particularly, in order to show a degree of instant effects as cosmetics, they can't also ignore moisturizing effect enough to satisfy customers just after applying and its maintenance by improving the function of skin barrier as well as above two effects. Therefore, skin analogue systems have attracted considerable attention in the view of structural and compositional similarity to intercellular membrane in stratum corneum. And, some models for skin analogue composition were developed to improve the function of skin barrier, stably encapsulate unstable materials such as retinol, vitamin B, C, E, etc., and control their skin penetration in order to show good effects as cosmetics. In this study, we suggest the new skin analogue model having the compositional similarity as well as conventional structural ones. Our skin analogue membrane(SAM) is mainly composed of ceramide/ cholesterol/phosphatidylcholin/fatty acids and its structural defects are compensated by including cholesterol amphiphile and controlling the ratio of ceramide/cholesterol. It was possible to confirm the formation of skin analogue membrane having highly-densed multilamella structure and compare them according to the change of each ratio with a polarized microscope, X-ray diffraction. More detaily, we observed their structures with a electron microscope(TEM). Finally, we dispersed them in excess of continuous water phase, observed the formation of maltese-cross liquid crystalline and measured the efficiency of drug deliveries and moisturizing effects.

본 연구에서는 말단기에 diene 기와 dithiol 기를 갖는 두 가지 새로운 액정 단량체의 합성을 보고하며, 이를 배향 후 광경화하여 광학 위상지연 필름을 제조하는 방법에 대해 논의하였다. 특히 합성된 두 가지액정단량체의 구조를 확인하였으며, 이들의 액정특성을 연구하였다. 또한 이들을 광개시제와 혼합하여광경화형 액정조성물을 제조하고 이를 러빙 배향막이 코팅된 표면 위에서배향시킨 후 광조사하여 thiol-ene 중합에 의해 경화함으로써 광학 위상지연 필름을 제조하였다.

Liquid crystalline phases were formed from acylglutamate; polyglyceryl-10 myristate and glycerine mixture and they were used as a base material for preparing an O/W emulsion. When an oil phase is added into the liquid crystalline phases, it was inserted into the dispersed liquid crystal droplets rather than stayed outside the liquid crystals, which can be known by the fact that the size of liquid crystal droplets increases with the increasing oil phase content. Along with the increase in the droplet size, the complex modulus increases from 100 to 350 pascals and the loss angle decreases from 60 to 24 degrees, from which it can be known that the increase in the internal phase volume results in the increase in the elastic property of oil in liquid crystalline-phases (O/LC). When the water phase was lastly added into the O/LC phase, the emulsification occurred to form a O/W emulsion and the averaged particle size of the O/W emulsion changes from 22.5nm to 538nm with the addition of water phase. The results from the droplet size measurements and stability tests under accelerated conditions such as high temperature show that the obtained O/W emulsion is very consistent with time.

강유전성 액정 분자 배향을 위해 열방성 고분자 액정물질을 배향막으로 사용하고 그표면 morphology를 AFM(Atomic Forced Microscope)으로 관찰한 결과 잘 배향된 sample cell에서도 microgroove 구조가 나타나지 않았음을 관찰하였다. 잘 배향된 sample cell 23:1의 contrast ratio를 보이면서 memory 효과를 나타내었다. 또한 20V의 AC field로 안정화시키자 전형적인 stripe-shaped 무늬가 나타났다.

정압분자동역학 시뮬레이션에 의하여 주기경계조건을 지닌 L-J 입자들로 구성된 계의 액체-유리-결정 전이를 연구하였다. 원자체적과 엔탈피는 가열 및 냉각과정에서 온도의 함수로 계산되었다. 반경분포함수로부터 유도된 Wendt-Abraham비와 단거리규칙도를 나타내는 각도분포함수를 분석하여 액체, 유리 및 결정상태를 구분하였다. 초기 fcc 결정을 가열하여 얻은 액체상은 급냉시에 비정질화하나 서냉시엔 결정화하였다. 급냉으로 생긴 유리는 다시 서서히 가열하면 fcc로 결정화하였다. 자유표면을 지닌결정은 표면에서부터 용해가 시작되어 벌크에 비하여 낮은 온도에서 녹고 냉각시에는 빠른 냉각속도에서도 결정화가 쉽게 일어나는 경향을 보였다.

본 연구는 세테아릴 알코올, 세틸 팔미테이트, 소르비탄 팔미테이트, 소르비탄 올리베이트, 세라마이드 등을 이용하여 제조한 액정에멀젼의 다층구조에 따른 강화된 계면막에 의해 제형의 안정성이 확보됨을 확인하였다. 편광 현미경을 통해 제형 내 몰타 크로스(maltese cross) 무늬를 확인하고, cryo-SEM을 이용하여 다층 구조가 형성되었음을 확인하였다. 소각 X선 산란법(SAXS)을 이용하여 라멜라 구조 생성여부를 확인하였으며, 점도계를 이용하여 점도변화를 확인하고 정적 광 산란법(SLS)을 이용하여 입도 분포를 확인하여 액정에멀젼의 제형 안정성을 입증하였다.