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순차적인 마이크로 몰딩 방법을 이용한 다중 분획 입자의 제조
염수진(Su-Jin Yeom),강성민(Sung-Min Kang),김종민(Jongmin Kim),남진오(Jin-Oh Nam),엄나예(Naye Eom),이소희(Sohui Lee),이창수(Chang-Soo Lee) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.3
본 연구는 순차적인 마이크로 몰딩 방법을 이용한 고분자 다중 분획 입자 제조 방법에 관한 것이다. 다중 분획 입자는 poly(dimethylsiloxane)(PDMS) 마이크로 몰드 내로 단량체 혼합물의 주입, 휘발성 용매의 증발, 광중합으로 이루어지는 일련의 과정을 통해 제조한다. 이때, 단량체 혼합물에 포함된 휘발성 용매의 농도에 따라, 다중 분획입자를 구성하는 각 구획의 부피분율을 제어하는 것이 가능하다. 또한 단량체 혼합물의 농도 및 다중 분획 입자 제조공정의 반복횟수에 따라, 단일 입자, 이중 입자, 삼중 입자를 선택적으로 제조가 가능함을 보여준다. 제조한 각각의 다중 분획 입자에 형광염료를 함입하여 특정한 정보를 인코딩한 바코드 입자로써의 활용 가능성을 증명한다. 본 연구에서 제안하는 다중 분획 입자를 제조하기 위한 순차적인 마이크로 몰딩 방법은 쉽고, 빠르며, 고가의 장비를 필요로 하지 않는 장점을 가지며, 제조된 다중 분획 입자는 약물 저장 및 전달 소재, 바이오 센서, 그리고 선택적인 흡착-탈착을 유도할 수 있는 고감도 기능성 재료로서 응용이 가능할 것으로 기대한다. In this paper, we present a fabrication method of polymeric multicompartment particles via a sequential micromolding process composed of injection of photocurable solution, evaporation of volatile solvent, and photo-polymerization. Depending on the concentration of volatile solvent in photocurable solution, the volume fraction of the multicompartment particles can be controlled. Also, the repetition of the sequential micromolding process with controlled composition of photocurable solution provides controlling the number of compartment in the particles. Based on this principle, we can fabricate single particles, Janus particles and triblock particles with desired fraction of the compartment. In addition, the multicompartment particles are able to be applicable for barcode particles embedding fluorescent dyes at each compartment. The barcode particles encode information about their specific compositions and enable simple identification. These sequential micromolding method for multicompartment particles has several advantages including easy, fast, and cost effective process. We envision that the multicompartment particles have various applications such as drug storage, delivery supporters, biosensors, and advanced materials for inducing highly selective adsorption-desorption.
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미세성형 기술과 패치의 선택적 제거방법을 이용한 이방성의 육각별 입자 제조
심규락,염수진,정성근,강경구,이창수,Shim, Gyurak,Yeom, Su-Jin,Jeong, Seong-Geun,Kang, Kyoung-Ku,Lee, Chang-Soo 한국청정기술학회 2018 청정기술 Vol.24 No.2
본 연구는 입자 내에서 패치의 위치를 정교하게 제어할 수 있는 새로운 친환경 공정기술에 관한 것이다. 물리화학적으로 안정한 소재를 활용한 미세성형 기술과 패치의 위치를 제어할 수 있는 선택적 제거방법을 결합하여 수행하였다. 미세성형 기술에는 이방성 구조의 패치입자의 형상을 안정적으로 구현하기 위하여, perfluoropolyether (PFPE) 마이크로몰드를 사용하였다. 이를 통하여, 소수성의 패치소재가 poly(dimethylsiloxane) (PDMS) 마이크로몰드 내로 확산되는 문제를 극복할 수 있었다. 그리고, 이는 패치의 우수한 형상 안정성과 소수성 패치소재를 이용한 패치입자 제조를 가능하게 하였다. 마지막으로 패치의 위치가 서로 다른 12종의 패치입자를 제조하여 향상된 공정 안정성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 미세성형 기술과 패치의 선택적 제거방법은 패치의 위치가 선택적으로 제어된 이방성의 입자를 적은 공정의 수를 거쳐 빠르게 제조할 수 있는 장점을 가진다. 또한 제조된 패치입자는 방향성이 유도된 자기조립 분야, 조절이 가능한 약물 전달 시스템 등의 다양한 연구에 널리 활용될 수 있으리라 기대한다. This study presents a novel and eco-friendly process that can precisely control the location of the patches on the patch particles. The method of manufacturing these anisotropic hexagram patch particles consists of sequential combinations of two separate methods such as a sequential micromolding technique for fabricating patch particles and a selective localization method for controlling the location of patches on the patch particles. The micromolding technique was carried out using physicochemically stable material as a micromold. In order to fabricate the highly stable patch anisotropic hexagram particles, the perfluoropolyether (PFPE) micromold was used to the process of the micromolding technique because they could prevent the problem of diffusion of hydrophobic monomers while conventional poly(dimethylsiloxane) (PDMS) micromold is limited to prevent the problem of diffusion of hydrophobic monomers. Based on combination methods of the micromolding technique and the selective localization method, the reproducibility and stability have been improved to fabricate 12 different types of anisotropic hexagram patch particles. This fabrication method shows the unique advantages in eco-friend condition, easy and fast fabrication due to less number of process, the feasibility of a mass production. We believe that these anisotropic hexagram patch particles can be widely utilized to the field of the directional self-assembly.
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