고분자 태양전지는 초박막, 재료의 유연성,가공성이 용이하다는 장점을 가지고 있지만, 실리콘 태양전지나 염료감응형태양전지에 비해 낮은 에너지 변환효율을 보이고 있다. 고분자태양전지의 변환효율을향상시키기 위해 유기반도체 물질의 개발, 각 층간의 계면, 활성층의 모폴로지 또는 상분리, 소자의 구조, 전극 등 다양한 분야에서 연구가 필요하다. 그 중, 본 글에서는 활성층과 음극 사이의 계면 (전자 수송층)으로 적용되는 π-conjugated 고분자전해질의 역할 및 적용된 예에 대해 기술하고자 한다.

일반적으로 cyclodextrin (CD)은 liposome의 구조를 불안정하게 만드는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 양친매성 고분자전해질을 리포좀에 도입하여 CD에 대한 리포좀의 안정도를 증진시키는 연구를 수행하였다. Transmission electron microscopy와 photocorrelation spectroscopy 결과들로부터 β-CD (βCD)와 hydroxypropyl-βCD (HPβCD)를 함유하는 리포좀에 고분자가 도입되었을 때 CD를 함유하는 phosphatidylcholine (PC)-cholesterol (Chol) 리포좀보다 우수한 구조적 안정성을 나타내었다. 또한, rhaponticin (Rh)을 HPβCD에 포접시키고 이를 함유하는 PC-Chol 리포좀과 고분자가 도입된 리포좀의 안정도를 비교해 보았을 경우도 마찬가지로 고분자가 도입된 리포좀이 월등히 향상된 구조적인 안정성을 나타내는 것을 확인하였다. 이와 더불어 guinea pig의 피부조직을 사용하고 franz-cell을 통한 in vitro 피부흡수실험을 수행한 결과, HPβCD에 의해 가용화된 Rh의 피부흡수가 고분자가 도입된 리포좀에 의해 증진됨을 확인할 수 있었다. 상기 결과들은 양친매성 고분자 전해질의 도입에 따라 CD에 의해 가용화된 특정한 활성성분을 함유하는 리포좀의 구조적인 안정성을 효과적으로 증진시킬 수 있음을 확인시켜 주었으며, 이렇게 향상된 리포좀의 구조적인 안정성을 통해 약물전달시스템 측면에서 많은 응용이 가능할 것으로 생각된다.

Polyelectrolyte titration, which was called colloid titration is based on the stoichiometric reaction between oppositely charged polyelectrolytes. This can be used, for instance, to determine the charge density of a cationic polyelectrolyte, using an anionic polyelectrolyte of known charge density, such as potassium polyvinyl sulfate (PPVS). The technique requires a suitable method of end-point detection and there are several possibilities. In this work, two methods have been investigated: visual titrimetry based on the color change of a cationic dye (o-toluidine blue, o-Tb) and spectrophotometry based on the absorbance change corresponding to the color change of the same dye. These have been applied to several cationic polyelectrolytes with different charge density and molecular weight. In all cases, the cationic charge was due to quaternary nitrogen groups. In the case of cationic dye, it was shown that the sharpness depends on the charge density of cationic polyelectrolyte. With the polyelectrolytes of lower charge density, the binding to PPVS is weaker and binding of the dye to PPVS can occur before all of the polyelectrolyte charge has been neutralized. However, by carrying out titrations at several polyelectrolyte concentrations, good linear relationships were found, from which reliable charge density values could be derived. Effects of pH and ionic strength were also briefly investigated. For cationic polyelectrolytes (copolymers of acrylamide and dimethylaminoethyl acrylate), there was some loss of charge at higher pH values, probably as a result of hydrolysis. Increasing ionic strength causes a less distinct color change of o-Tb, as a result of weaker electrostatic interactions.