Deformation of Hydrogel Hollow Pillar Consisting of Bilayer for Wet Adhesive Structures = 바이레이어로 구성된 하이드로젤 할로우 필라의 변형을 통한 습식 접착 구조 구현

국문 초록 (Abstract)

불가사리, 문어 빨판, 레모라, 클링피쉬 등은 자연 속에서 독특한 표면 구조를 가지
고 있다. 이들의 독특한 표면 구조는 습식환경에서도 접착력의 특성을 가지고 있다.
본 연구에서는 하이드로젤-광경화성 고분자 이중층 구조를 형성하여 습식 접착력을
생성하였다. 하이드로젤 고분자 구조가 물속에서 팽윤되어 형성하는 주름 구조와
컵 구조의 분석과 비교하여 하이드로젤-광경화성 고분자 이중층 구조의 부분적 팽
윤을 통한 구조 변형을 분석하였다. 이중층 구조로 빨판의 부피를 증가시켜 접착력
을 높이고 물리적 강성을 높였다. 이중층 구조로부터 형성되는 빨판 구조에 압력을
가해 구조와 기판 사이의 습식 접착력을 생성하였고, 외부 반응성 하이드로젤 이중
층 구조로 온도, pH 환경 변화에 따른 자가 탈착을 보여주었다.
본 연구의 결과를 통하여 이중층 구조를 다양한 환경 변화에 자가 탈착할 수 있는
웨어러블 패치, 의료용 패치 등에 적용될 것으로 기대할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Starfishes, octopi suckers, remoras, cling fishes have unique surface
structures in nature. This unique surface structure has adhesive properties
even in wet environments.
In this study, a hydrogel-photocurable polymer bilayer structure was formed
to generate wet adhesion. The structural deformation through partial swelling
of the hydrogel-photocurable polymer bilayer structure was analyzed,
compared with the analysis of the wrinkle structure and the cup structure
formed by swelling of the hydrogel polymer structure in water. The bilayer
structure affects the volume of the sucker to increase adhesion and increase
physical rigidity. Pressure was applied to the sucker structure formed from
the bilayer structure to generate wet adhesion between the structure and the
substrate, and the stimuli-responsive hydrogel bilayer structure showed
self-detachment according to changes in temperature and pH environment.
Through the results of this study, it can be expected that the bilayer
structure will be applied to wearable patches and medical patches that can be
self-removable to various environmental changes.

목차 (Table of Contents)

• I. Instructions 1
• II. Background 2
• 1. Hydrogel 2
• 2. Oxygen Inhibition Layer & Bilayer system 2
• III. Deformation of 3D Hydrogel Structures 6
• 1. Materials and Fabrication Process of Hydrogel Structures 6
• 2. Results and Discussion 7
• IV. Deformation of Hydrogel-PUA Bilayer Structures 13
• 1. Fabrication of Bilayer Structures 13
• 2. Results and Discussion 14
• 3. Applications 15
• V. Conclusion 27
• References 28
• Abstract 29