Dithienothiophene을 포함한 다분지형 이광자 흡수 소재의 합성 및 특성연구

김원진 韓南大學校 大學院 2006 국내석사

높은 이광자 흡수 활성을 갖는 유기 화합물은 3차원 나노 구조물 제작, 광세기 제한, 3차원 정보저장, bio-imaging, 광역학 치료 등의 다양한 분야로의 폭넓은 응용가능성 때문에 재료과학 분야에 큰 흥미를 끌고 있으며 각기 다른 적용분야에 요구되는 이광자 흡수 재료의 개발이 활발히 진행되어지고 있다. 높은 이광자 흡수 활성은 대부분의 적용에 필수 요구조건이며 사중극자 분자에서 높은 활성을 보이는 것으로 알려져 있다. π-중심체 또는 전자받게 (electron accepter: A) 중심체에 전자주게(electron donor: D)가 대칭적으로 결합되어 있는 D-A-D 또는 D-π-D 형태의 화합물에서 높은 이광자 흡수 활성을 나타내며 효과적인 π-공액구조와 말단의 전자주게와 π-중심과의 intramolecualr charge transfer (ICT)에 기인한 것으로 알려져 있다. 이러한 분자 설계 개념에 근거하여 본 연구에서는 π-전자중심체로서 평면성을 띠고 효과적으로 π-공액구조를 이루며 광적 열적 안전성이 높은 dithienothiophene (DTT)와 강한 전자주게인 triphenylamine을 말단으로 하는 이광자 흡수 색소를 합성하였다. 또한 분자 설계에 있어 DTT와 triphenylamine의 결합차수를 달리하여 합성하는 한편 가지의 수를 늘려 분자구조에 따른 이광자 흡수 특성을 조사하는데 초점을 두었다. 결합차수와 가지수의 조절로 형광효율과 이광자 흡수 특성을 조절 할 수 있었으며 한 예로 TPDTT-1-3arm과 TPDTT-3은 흡수 및 발광이 장파장으로 이동함과 동시에 단일광자 및 이광자 흡수 활성이 증가하였다. 합성된 모든 DTT기초의 화합물은 높은 형광효율을 나타내었으며 결합차수를 달리한 분자에서는 용매의 극성에 따라 강한 solvatochromism현상이 관찰되었다. 최종 화합물 갖는 높은 이광자 흡수 횡단면 값, 양자효율, 용해도와 안정성 등의 특성을 이용하여, 이들 색소를 형광현미경을 통한 표적세포를 검출에 사용하였으며 3차원 나노구조물 제작에도 적용하였다. 실험결과로부터 DTT기초의 화합물은 이광자 형광 공초점 현미경을 통한 bio-imaging에 효과적으로 사용될 수 있다는 것을 증명 하였으며 또한 3차원 나노구조물 제작을 성공적으로 수행하였다. 따라서 본 연구에서 도출된 연구결과는 고효율 이광자 활성을 얻는데 요구되는 분자 설계 방법과 색소의 여기자 형성을 효율적으로 제어할 수 있는 유기소재 합성의 기초자료로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 미세 패터닝에 적용시켜 나노구조물 제작이나 생체내 암세포등과 같은 특정 분자의 imaging에도 효과적으로 활용이 가능하리라 기대된다. Organic molecules with large two-photon absorption (TPA) are of great interest in the field of materials science due to their various applications such as microfabrication, optical power limiting, three-dimensional (3-D) optical data storage, bio-imaging, and photodynamic therapy, etc. Development of tailor-made TPA materials has been vigorously pursued to meet various demands of different applications, for example, a large value of TPA cross-section (σ2), tunabilities of wavelength of TPA or fluorescence, high fluorescence quantum yield and high thermal/optical stability, etc. As for large TPA activity which is commonly required for most application purposes, the π-electron donor-acceptor-donor (D-A-D) type quadrupolar molecules are known to have quite large σ2 values due to the highly extended π-conjugation and the appropriate intramolecular charge transfer (ICT) between a donating end group and an accepting center mediated through a π-bridge. To address this issue, we prepared various new organic TPA molecules having dithienothiophene (DTT) moiety as a π-center. The important design feature is focused on the comparison of TPA property depending on different bond-order of linkage between dithienothiophene (DTT) and triphenylamine, and enhancement of photostability by replacing double bonds to single or triple bonds. In addition, we considered the structure-property relationship according to the number of branches in the single boned moiety. Fluorescence yield together with high two-photon optical properties of the DTT-based molecules have been fine-tuned by modify the bond-order between DTT and triphenylamine or controled number of branch, which results in longer absorption-fluorescence wavelengths, and higher one- and two-photon absorptivities for the TPDTT-1-3arm and TPDTT-3. In THF solution, DTT-based molecules exhibit strong fluorescence by one- and two-photon excitations. As the different bond-order structures, they shows strong solvatochromism by increasing solvent polarity. The resulting TPA chromophores are used for both the optical tracking of targeted cell by two-photon induced bio-imaging and 3-D microfabrication by two-photon induced polymerization, because of these following desirable characteristics; large value of TPA cross-section (σ2), high fluorescence quantum yield, good solubility in common solvents, and high thermal/optical stability. From the experimental results, the DTT-based chromophore loaded nanoparticle have been proven to be useful for the bio-imaging applications by using two-photon fluorescence confocal microscopy. Also, we have succeeded to fabricate various 3-D nano and micro-devices. This studies may offer an opportunity for establish both basic scientific and technological knowledge for design, synthesis and application of DTT-based compounds. The resulting TPA compounds would be useful for applications in bio-imaging as well as fabrication of nano devices for optical communication, tera-bite high density storage devices, etc.

점도차가 있는 혼화성 소재와 비혼화성 소재의 혼련 특징과 코팅 특성 분석

남중현 한남대학교 대학원 2011 국내석사

동적피로하중하에서 진행되는 폴리에틸렌소재의 저속균열성장거동에 관한 연구

정세현 한남대학교 일반대학원 2008 국내석사

본 연구에서는 파이프용 폴리에틸렌 수지의 장기 내구물성(long-term property)을 예측하기 위한 시간을 단축하기 위하여 짧은 시간내에 응력-파괴 및 저속 균열성장의 결과를 얻기 위한 방법의 조합에 관하여 연구하였다. 그리고 구조가 다른 여러 종류의 파이프용 PE 소재를 대상으로 응력-파괴 및 균열성장 특성을 정적피로하중 그리고 동적피로하중 하에서 비교분석하여 장기 내구특성을 연구하였다. 저속 균열성장을 가속화시키기 위하여 동적피로하중을 사용할 수 있다는 것을 확인하였고, 동적피로하중하에서의 저속 균열성장 실험을 통하여 현재 개발중인 실험 재료들의 저속 균열성장 저항성을 짧은 시간 내에 평가 할 수 있었다. 그리고, sine 파형보다는 square 파형이 더 빠른 시간에 파괴된다는 것을 알았다. 또 짧은 시간에 할 수 있는 동적피로시험으로 오랜시간이 걸리는 정적하중시험의 결과를 예측할 수가 있었다. 하지만, 재료와 재료의 비교에서는 동적피로시험의 결과로 정적하중시험을 예측하는 것이 항상 가능한건 아니었다. 본 연구를 통하여 파이프용 폴리에틸렌 재료로 동적피로시험을 실시하여 짧은 시간동안의 실험으로 장시간이 걸리는 재료의 물성을 비교 평가할 수 있음을 확인하였다. 그리고 각 재료마다 최적의 피로조건을 알 수 있었다.

용액공정용 무기반도체를 위한 안트라센 포함 폴리벤족사졸 유기 절연체의 합성 및 특성연구

서민혜 한남대학교 대학원 2013 국내석사

최근 박막트랜지스터 (TFT)의 필요성이 크게 증가되고, 이에 따라 유기 반도체와 유기 절연막의 개발을 중심으로 많은 연구가 진행 되고 있다. 유기 박막트랜지스터는 유연성이 좋은 전자소재의 응용이 가능하고, 가벼우며 비용이 낮아 경제성 면에서 유리 하다는 장점이 있지만, 타 TFT에 비해 낮은 이동도를 갖는 단점이 있다. 따라서 다양한 트랜지스터의 개발이 촉진 되고 있는데, 최근 이슈가 되고 있는 트랜지스터가 메탈 옥사이드 트랜지스터 이다. 메탈 옥사이드 트랜지스터는 이동도가 비정질 실리콘 트랜지스터와 유기반도체를 사용하는 유기 박막 트랜지스터 보다 10배 이상 높으며 짧은 공정 단계와 높은 생산성과 수율, 높은 이동도로 인한 고해상도 디스플레이의 제작이 가능한 장점이 있다. 따라서 용액공정용 무기반도체를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 본 연구에서는 이러한 유기 박막 트랜지스터의 단점을 보완 할 수 있는 용액공정용 무기반도체를 위한 유기 절연소재인, 광경화가 가능한 안트라센 작용기를 포함하는 벤족사졸 고분자 물질을 합성하여 분광분석법과 열분석 등을 이용해 분자의 구조와 열적 특성을 분석하였고, MIM 소자를 제작하여 절연특성을 확인 하였으며, 펜타센 트랜지스터와 메탈 옥사이드 트랜지스터를 제작하여 전기적 특성을 확인 하였다. 또한 안트라센 작용기의 광경화를 통한 고밀착화 가능성을 확인하기 위해 UV-vis spectrum을 확인 하였으며, 그 결과 안트라센의 고밀착화 가능성을 확인 할 수 있었다.

연신 PET 필름 제조공정에서 연신조건 변화에 따른 필름 물성 영향고찰

김윤상 한남대학교 대학원 2012 국내석사

무연신 PET필름에 대한 일축연신 연구를 수행하기 위하여 MDO-LS (Machine Direction Orientation-Lab Stretcher) 연신기기를 설계, 제작 후 실험을 진행하였다. 폭 1500mm, 두께 400μm의 무연신 필름 중 중심부와 끝 쪽에서 폭 100mm의 필름을 절단하여 온도에 따른 연신실험을 수행하였다. 연신조건 변화는 연신온도 70℃부터 110℃까지 변화시켜 온도변화 와 각 온도 별로 단순히 가열만을 수행하는 연신비 1배부터 8배까지 비율을 변화시키며 실험을 수행하였다. 연신온도 90℃부터 110℃, 연신 비 6배 까지 균일한 연신이 수행되는 조업창을 확인 할 수 있었으며, 이 범위에서 얻어진 필름을 대상으로 가공-구조-물성의 상관관계를 고찰하기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 연신필름의 MD, TD방향으로 시편을 채취하여 인장실험을 수행한 결과 연신 비 2배까지는 물성의 변화가 없지만 연신 비 3배 이상에서는 항복응력과 모듈러스가 모두 증가하는 현상을 보였으며, 결정구조 분석을 위한 DSC실험 결과에서도 연신 비 3배 이상에서 결정화도가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 광학적 이방성을 나타내는 복굴절율 차도 연신 비 3배 이상에서 급격히 증가하는 것을 확인하였다. 광흡수율 차이를 고찰하기 위하여 UV-VIS-NIR 장비를 이용하여 200nm부터 2600nm의 파장에서의 흡수율을 분석한 결과 가시광선 영역에서는 연신 비 증가에 따라 흡수도가 증가하나 UV와 NIR 영역에서는 파장에 따라 차이는 존재하지만 전반적으로 흡수도 감소가 관찰되었다. 이와 같은 소재 가공-구조-물성의 상관관계에 대하여 실제공정을 그대로 재현 가능한 롤 접착 쿨링방식 인 MDO-LS 연신기기를 사용하였다. 이 실험결과는 연속공정 방식인 실제공정과의 비교분석에서 높은 신뢰성을 보이며 재품생산에 있어서 효과적으로 적용이 가능하다. 또한 연신 된 PET필름의 물성분석 데이터는 향후 연신공정에서 일어나는 가시적 현상에 대해 기초적인 자료로 활용이 가능할 것이다. 디스플레이 필름이나 유연성이 높은 필름소재의 개발이 가속화되는 현시점에서 복잡한 필름연신에 대한 연구는 앞으로도 계속 진행될 것이며 아직 연구해야할 부분이 많을 것으로 판단된다. 따라서 기초적인 실험데이터 확보는 무엇보다 중요하며 실제공정과 연관성 있는 점탄성 고분자 물질에 대한 공정 단위 조작방법의 체계적인 수행이 필요할 것이다.

솔-젤 공정을 이용한 어븀이온 첨가 광증폭 유기/무기 혼성 소재의 합성과 특성 연구

이동훈 韓南大學校 大學院 2006 국내석사

본 연구에서는 성공적으로 거대 불소화 방향족 고리를 갖는 디아민을 새로운 합성법으로 합성하였다. 고 함유 불소 치환된 폴리하이드록시 이미드는 새롭게 합성된 3,6-bis(pentafluorophenyloxy)-N,N-diphenyl pyromellitic- diamine(10FPDAm)과1.4-bis(2.3-dicarboxy-4,5,6-trifluorophenoxy)-2,3,5,6-tetrafluorobenzene dianhydride(10FDAnh) 그리고 2,4-diaminophenol dihydrochloride(Amidol)를 반응시켜 합성 하였다. 또한, 비교 물질로 사용할 저 함유 불소 치환된 폴리하이드록시 이미드는 4,4'-oxydiailine(ODA)과 4,4'-(hexafluoroisopropylidine)-diphthalic-anhydride(6FDA) 그리고 Amidol로 합성할 수 있었다. 이렇게 합성된 두 종류의 폴리하이록시이미드와 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate의 결합반응을 통하여 성공 적으로 솔-젤 전구체를 합성하였다. 각각 다른 실리카, 어븀 이온의 무게 비를 갖는 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성 화합물은 산 조건에서 솔-젤 전구체에 TEOS, erbium(III) nitrate pentahydrate를 첨가한후 솔-젤 공정으로 합성할 수 있었다. 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성 화합물은 실리카 및 유기 기질에 스핀코팅 되었고, 60도에서 12시간 묵힌 후, 다시 다양한 온도에서 경화시켰다. 고 함유 불소치환 디아민과 디안하이드라이드를 포함한 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성화합물의 화학적 구조는 ^(1)H-, ^(19)F-NMR 과 ^(29)Si-NMR 및 인광, 적외선 분광법으로 확인할 수 있었다. SEM 사진은 광증폭 혼성 화합물에 포함된 실리카 입자가 나노크기로 제어됨을 나타내었다. 뿐만 아니라, 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성 화합물은 350도 에서도 열 안정성을 보였다. 고 함유 불소치환 폴리이미드를 포함한 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성 화합물은 1530 nm 근적외선 영역에서 Er^(3+)의 강한 발광을 보인반면, 저 함유 불소치환 폴리이미드를 포함한 어븀 이온첨가 유기-무기 광증폭 혼성 화합물에선 발광을 보이지 않았다. 그 이유는 비불소화 폴리이미드에 다량 포함된 C-H기의 overtone band가 1530nm와 겹쳐 발광세기가 상쇄되기 때문이다. 4f-4f 전자 전이와 관련된 ^(4)I_(13/2) 에서 ^(4)I_(15/2)으로 발생하는 어븀의 근적외선 발광 빛은 경화 온도와 시간이 증가 할수록 증가되는 것이 관찰 되었는데, 이는 혼성 화합물 내 Si-OH결합이 경화 되면서 Si-O-Si 결합으로 더 많이 변화되기 때문이다. Recently, we successfully developed the new synthetic routes to diamines with pendant bulky perfluorinated aromatic units in a multi-step synthetic procedure. Perfluorinated poly(hydroxyl-imide) was then prepared by reacting novel 3,6-bis(pentafluorophenyloxy)-N,N-diphenyl pyromellitic diamine (10FPDAm) and 1.4-bis(2.3-dicarboxy-4,5,6-trifluorophenoxy)-2,3,5,6-tetrafluorobenzene dianhydride(10FDAnh) with 2,4-diaminophenol dihydrochloride (Amidol). On the other hand, fluorinated poly(hydroxy-imide) for using model compound was synthesized by using 4,4'-oxydianiline , 4,4'-(hexafluoroisopropylidine)diphthalic anhydride (6FDA) with Amidol. Further, we achieved the preparation of sol-gel precursors by the coupling reaction of poly(hydroxy-imide)s with 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate. A series of Er^(3+)-doped hybrid materials with the different weight percentage of SiO_(2) and Er^(3+)ions were prepared with TEOS and erbium(III) nitrate pentahydrate by sol-gel technique under aqueous acidic conditions. The Er^(3+)-doped organic-inorganic hybrid materials were spin-coated on various substrates such as silicon wafer or carbo-glass. Then hybrid films were aged at 60℃ for 12 h, further polycondensed by curing at various temperature. The chemical structures of Er^(3+)-doped hybrid materials, including perfluorinated dianhydride and diamines, were identified by ^(1)H-, ^(19)F-NMR and ^(29)Si-NMR spectroscopies as well as FT-IR and photoluminescence (PL) spectroscopies. The SEM study suggests the nanosize domain of the silica moieties of hybrid thin films. Er^(3+)-doped hybrid materials were stable up to 350℃. Er^(3+)-doped hybrid materials containing perfluorinated polyimide exhibit stronger PL intensity than those with non-fluorinated polyimide, since the C-F bonds and the Si-O-Si bonds in hybrid materials reduce the vibration lattice relaxation of the Er^(3+)ion's excited state. The NIR emission of Er^(3+)ion at 1530 nm, which is originated from the 4f-4f electronic transition of ^(4)I_(13/2) to ^(4)I_(15/2), enhances with the curing temperature and time, dueto the more formation of the Si-O-Si bonds in hybrid materials.

광 기능성 유기소재 및 탄소나노튜브 유도체의 합성 및 물성에 관한 연구

양병일 한남대학교 대학원 2008 국내석사

본 논문은 광 기능 유기소재 및 탄소나노튜브 유도체의 합성 및 물성에 관한 내용이다. 논문은 총 2부로 나눠져 있으며, 1부에서는 청색 발광 유기 물질의 합성 및 특성에 관해서 서술하였으며, 2부에서는 고효율 이광자 흡수 색소의 합성 및 특성에 관한 내용을 서술하였다. 1부에서는 청색 발광 유기 물질의 구현을 위하여 새로운 화합물을 설계하였으며, 또한 용액가공이 가능하도록 분자에 용해도를 증가 향상시킬 수 있는 화합물을 합성하였다. 우선 화합물에 대한 용해도는 fluorene 9번 위치에 2-ethylhexy을 치환시켰으며, 또한 2번 위치에 trimethylsily 그룹을 도입하여 용해도가 증가된 새로운 fluorene 유도체를 합성하였다. 또한 π-센터에 따른 청색물질로의 효과를 비교하고자 fluorene, spirobifluorene, truxene, diazafluorene을 갖는 청색물질을 합성 하였다. 이들 모든 화합물들은 유기 용매에 뛰어난 용해도를 보여 용액 가공이 가능 하였다. 합성된 물질의 청색 발광 물질로서 최대의 효율을 얻기 위하여 host-dopant system을 이용, host와 dopant의 농도를 조절하여 host와 dopant간의 상호 작용으로 인해서 효과적인 청색 발광 효율을 관찰할 수 있었다. 특히 spirobifluorene형태의 물질은 host-dopant간의 상호 작용이 뛰어나 다른 물질보다도 더 놓은 청색 발광 효율이 확인되었다. 2부의 연구에서는 고효율 이광자 흡수 색소를 합성하기 위해서 π-전자중심체로서 평면성을 띠고 효과적으로 π-공액구조를 이루며 광적 열적 안전성이 높은 dithienothiophene (DTT) 과 diazafluorene을 사용하였으며 강한 전자주게인 fluorene, triphenylamine을 말단으로 하는 이광자 흡수 색소를 합성하였다. 또한 이광자 흡수 물질의 폭넓은 응용을 위해서 이광자 흡수 활성을 극대화시키는 전략이 필요한바 이를 위하여 다분지형 분자를 합성하였다. 따라서 다분지형의 색소의 합성은 형광효율과 이광자 흡수 특성을 조절할 수 있었으며, 예로 2TP-SPN과 3TP-SPN은 흡수 및 발광이 약간 장파장으로 이동함과 동시에 단일광자 및 이광자 흡수 활성이 증가하였다. 광합성이 가능한 아크릴 레진에 높은 이광자 흡수활성을 갖는 색소를 첨가하여 리소그라피법에 의하여 3차원 나노구조물의 제작에 성공하였다. 또한 새로운 물질개선으로 높은 이광자 흡수 활성 값을 증가시키기 위해서 탄소나노튜브를 사용하여 이광자 흡수 물질을 합성 하였으며 그 가능성을 확인 하였다. 따라서 본 연구에서 도출된 연구결과는 높은 이광자 활성을 얻는데 요구되는 분자 설계 방법과 색소의 여기자 형성을 효율적으로 제어할 수 있는 유기소재 합성의 기초자료로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 이들 색소를 미세 패터닝에 적용시켜 나노구조물 제작이나 민감한 각종 센서를 강력한 레이져빔으로 부터 보호할 수 있는 소자 개발에 활용이 가능하리라 기대된다.

에너지저장 및 마이크로 일렉트로닉스용 자기 나노 입자를 함유한 그래핀 시트

한이슬 한남대학교 대학원 2014 국내석사

최근 자기 메모리는 PC 및 모바일의 중심으로 정보기기가 개발 및 발전되고 사회가 정보화로 진행되어 감에 따라 처리해야하는 정보량이 급격히 증가하고 있다. 이런 정보화 사회에 효율적으로 대응하기 위해 다양한 정보관련 기술이 필요하겠지만 그 중에서도 핵심기술 중 하나로 대량 정보의 저장 및 재생기술을 들 수 있다. 현재 PC 및 모바일이 점점 소형화 하는 추세이며, 이에 적합한 나노 크기의 소형 메모리 단위체 하나로 많은 정보를 저장 할 수 있도록 나노 입자로 자성체를 만들어 높은 밀도의 자성 메모리를 얻을 수 있으며, 자기 메모리 분야에서는 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 및 자기 메모리에 응용 가능한 자기 나노 입자를 함유한 파이렌 유도체에 대한 합성 및 특성에 대한 연구를 수행하였다. 이에 대한 연구 결과는 총 2부로 나눠져 있으며, 1부에서는 산화철 나노 입자가 파이렌과 연결과 스페이서의 길이를 달리하여 합성하였고, 2부에서는 스페이서 길이가 다른 파이렌 유도체를 그래핀에 흡착하여 그 특성에 대해 다루었다.

비대칭성 미세다공 구조를 가지는 PLGA/Pluronic F127을 이용한 뼈와 신경 재생막 연구

김준호 한남대학교 일반대학원 2007 국내석사

본 논문은 뼈와 신경을 재생하고자 비대칭성 미세다공 PLGA/Pluronic F127 막을 이용하여 뼈재생유도막과 신경유도관의 제조 및 분석에 관한 내용이다. 논문은 총 3부로 나눠져 있으며, 1부에서는 조직재생유도술, 생분해성 고분자, 골격계 및 신경계에 관한 전반적인 개요를 서술하였다. 2부의 연구에서는 봉합 가능한 뼈재생유도막의 제조를 위해 PCL 전기방사 시트를 제조하여 틀에 놓고, PLGA/F127 용액으로 채워 하이브리드된 뼈재생유도막 (PCL/PLGA/F127 막)을 제조하였다. 제조된 뼈재생유도막의 형태, 인장 및 봉합강도 측정, 자양분의 투과성 평가 및 동물실험을 통하여 뼈재생거동이 관찰되었다. 제조된 하이브리드된 뼈재생유도막의 윗면이 반흔조직의 침투를 억제할 수 있을 정도의 나노다공 (~ 50nm)을 가짐을 관찰할 수 있었고, 아랫면은 주위의 뼈와 잘 접합할 수 있는 마이크로다공 (~ 40μm)을 가짐을 관찰할 수 있었다. 인장 및 봉합강도 실험으로 통해 PCL 나노섬유 시트가 포함된 뼈재생유도막의 물성이 젖은 상태의 Bio-Gide(R) 막 (인체 적용시 생리식염수에 10여분 정도 적셔서 사용)과 유사한 봉합강도, 즉 실제 인체 적용시 충분한 봉합강도를 가질 수 있음을 확인하였다. 자양분 (FITC-BSA)의 투과성 실험으로 통해 자양분이 투과하는 것을 볼 수 있었고, 동물실험으로 통해 선택적 투과성과 봉합가능한 하이브리드된 PCL/PLGA/F127막은 뼈재생유도막으로 사용하기에 훌륭한 후보 재료가 되리라 생각되어진다. 3부의 연구에서는 신경재생의 억제물질인 반흔조직의 침투는 억제하나 (미세다공성에 의해) 신경재생의 필수물질인 산소와 자양분의 투과가 가능한 (친수성에 의해), 신경유도관을 본 연구팀이 고안한 변형된 함침침전법을 이용하여 제조하였으며, 이를 위해 생체적합성과 생분해성을 가지는 PLGA와 생체적합성과 친수성을 가지는 Pluronic F127이 사용되었다. 제조된 신경유도관의 형태, PC-12 (신경 세포)를 이용한 세포실험과 SD rat (좌골신경 손상모델)을 이용한 동물실험으로부터 신경재생거동이 관찰되었다. 제조된 신경유도관의 내부벽면이 반흔조직의 침투를 억제할 수 있을 정도의 미세다공 (~ 50nm)을 가짐을 관찰할 수 있었고, 세포실험으로 통해 성장인자 농도가 100ng/ml와 200ng/ml일때 세포들이 잘 자라는것을 볼 수 있었다. 동물실험으로부터 친수성이 부여된 신경유도관이 대조군 (silicone tube) 및 소수성 신경유도관의 경우보다 우수한 신경재생거동을 관찰 할 수 있었으며, 성장인자가 충진된 신경유도관이 충진되지 않은 신경유도관의 경우보다 우수한 신경재생거동을 관찰 할 수 있었다. 이상의 결과들로부터, 100ng/ml의 성장인자가 충진된 PLGA/F127 (3wt%) 신경유도관은 신경재생에 매우 이상적인 환경 제공이 가능하므로, 손상된 신경의 효과적인 재생에, 직접 적용이 가능함을 확인할 수 있었다. This thesis is related to the preparation and characterization of bone and nerve regeneration using asymmetrically microporous PLGA/Pluronic F127 Membrane. The first part, describes literature review of each topic including guided tissue regeneration (GTR), biodegradable polymers, skeletal system and nervous system. In the second part, we fabricated a novel GBR membrane with selective permeability, hydrophilicity and good mechanical stability by the immersion precipitation of poly(glycolic-co-lactic acid) (PLGA)/Pluronic F127 solution embedded with polycaprolactone (PCL) electrospun sheet (called PCL/PLGA/F127 hybrid membrane). The morphology, mechanical (tensile and suturing) strengths and model nutrient permeability of the prepared membrane, and its bone regeneration behavior were investigated. We fabricated a novel asymmetrically microporous GBR membrane by the immersion precipitation of PCL electrospun sheet filled with PLGA/Pluronic F127 solution. The PCL electrospun sheet containing membranes showed similar mechanical & suture strength with Bio-Gide(R) which has been commercially used as a GBR membrane in wetting (application) condition. FITC-BSA used as a model nutrient was continuously permeated through the PCL/PLGA/F127 membranes. From the preliminary animal study, we could observed that the PLGA/F127 (5wt%) membrane and PCL/PLGA/F127 (5wt%) hybrid membranes showed faster bone regeneration than blank, PCL/Tween80 (3wt%) electrospun sheet and Bio-Gide(R). From the results of this study, it was recognized that the PCL/PLGA/F127 (5wt%) hybrid membrane is a good candidate as a GBR membrane for the selective permeability, sufficient mechanical & suture strength as well as osteoconductivity. The third part, we developed a novel method to fabricate a nerve guide conduit with the porosity of submicron pore sizes (to prevent fibrous scar tissue infiltration) and hydrophilicity (for effective oxygen and nutrient permeation) using poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and Pluronic F127 by a modified immersion precipitation. Their morphology, the in vitro cell culture to growth using a PC-12 cell. The in vivo animal study to investigate nerve regeneration behavior using a rat model was also examined. We prepared asymmetrically microporous PLGA or PLGA/F127 (3wt%) tubes by a modified immersion precipitation method. From the in vitro cell culture, it was observed that treated plate having concentration 100ng/ml and 200ng/ml of NGF showed better cell growth for PC-12 cell, so we are doing animal study that use 100ng/ml of NGF (in vivo). The Silicone with NGF tube, PLGA with NGF tube and PLGA/F127 (3 wt%) with NGF tube showed much higher regeneration than the Silicone tube, PLGA tube and PLGA/F127 (3wt%) tube (in vivo). From the results, the PLGA/F127 (3 wt%) with NGF (100ng/ml) tube seemed to provide optimum conditions for nerve regeneration, owing to the effective permeation of nutrients and oxygen as well as the prevention of fibrous tissue invasion.

유기박막 태양전지를 위한 새로운 저 밴드갭 고분자의 합성과 특성 연구

류경모 한남대학교 대학원 2012 국내석사