• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.259-260
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• 2022

In this study, as part of a study to solve the problem of aggregate supply and demand, blast furnace slag fine aggregate and ferronickel slag fine aggregate were used as substitutes for natural fine aggregate, and a bioinspired polymer, a catechol-functionalized chitosan, was used instead of the mixing water.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.257-258
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• 2022

In this study, as a part of the study to alleviate the durability degradation due to low tensile performance and cracking of concrete, two kinds of catechol functional chitosan (Cat-Chit) were replaced at a ratio of 5, 10, 15, 20% as a mixed water substitute to evaluate the fluidility and strength characteristics of mortar.

• 폴리머
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• 제37권5호
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• pp.625-631
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• 2013

점막접착 기능은 인체의 다양한 장기에 적용되는 의료용 접착제에 요구되는 중요한 특성이며, 점막접착 기능을 갖는 고분자를 개발하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 최근 많은 연구자들이 생체모방 기술을 통한 점막접착형 고분자를 개발하고 있고, 그 중 해양 부착 생물인 홍합의 접착 기능 및 특성이 접착제 연구의 주요 대상이 되어왔다. 본 연구에서는 홍합 접착 물질 속에 과량 존재해 표면 접착 기능을 발현하는 카테콜 구조가 도입된 생체모방형 고분자를 합성하였고, 핵자기공명분광법 및 젤투과크로마토그래피를 사용하여 분석하였다. In vitro 상에서 돼지의 소장점막하조직 sheet를 준비하여 전단 시편을 제작하고 점막접착력을 측정하였다. 점막접착형 고분자는 현재 상업적으로 사용되고 있는 대조군인 피브린글루와 비교할 때 월등한 접착력을 보였다. 또한, 다양한 인자를 변화시키며 최적의 점막접착력을 나타내는 조건을 확립하였다. 이러한 결과들을 토대로 우수한 점막접착형 특성을 나타내는 고분자를 개발하였고 다양한 임상적용 및 의료용 기기에 도입가능한 소재의 기초연구를 수행하였다고 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.1-7
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• 2012

이 논문에서는 최소의 배터리를 소비하여 물고기 로봇을 구동하고, 물고기와 같은 유연한 운동을 할 수 있는 생체 모방(biomimetic) 물고기 로봇의 설계, 제작, 제어에 관하여 제안 하였다. 두 개 모터를 적용하여 물고기와 같이 유연하게 움직일 수 있는 방법을 제시 하였다. 중성 부력을 유지하는 방법과 빠르게 잠영하고, 방향을 전환 하기 위한 방법을 제시 하였다. 로봇 물고기의 꼬리는 유연한 움직임을 만들기 위하여 폴리머 재질을 사용하여 만들었다. 꼬리 내부는 관절과 강선으로 구성된다. 로봇 물고기에 척추에 해당하는 우레탄 골격과 관절을 이루는 핀에 연결된 강선을 당겨 꼬리에 정현파 명령을 주어 물고기와 비슷한 유영을 할 수 있도록 하였으며, 부력 조절 장치를 설치하였으며, 이 부력 조절 장치를 이용하여 물고기 로봇이 상승, 하강을 할 수 있도록 하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.253-254
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• 2022

In this study, catechol-functionalized chitosan (Cat-Chit), a well-known bioinspired polymer that imitates the basic structures and functions of living organisms and biological materials in nature, was synthesized and combined with cement mortar in various proportions. The compressive strength, tensile strength, drying shrinkage, accelerated carbonation depth, and chloride-ion penetrability of these mixes were then evaluated. In the ultraviolet-visible spectra, a maximum absorption peak appeared at 280 nm, corresponding to catechol conjugation. The sample containing 7.5% Cat-Chit polymer in water (CPW) exhibited the highest compressive strength, and its 28-day compressive strength was ~20.2% higher than that of a control sample with no added polymer. The tensile strength of the samples containing 5% or more CPW was ~2.3-11.5% higher than that of the control sample. Additionally, all the Cat-Chit polymer mixtures exhibited lower carbonation depths than compared to the control sample. The total charge passing through the samples decreased as the amount of CPW increased. Thus, incorporating this polymer effectively improved the mechanical properties, carbonation resistance, and chloride-ion penetration resistance of cement mortar.

• 폴리머
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• 제39권2호
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• pp.317-322
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• 2015

염분차발전은 해수와 담수가 지속적으로 공급되는 곳에 설치된다면 다른 신재생에너지원에 비해 24시간 지속적으로 전력을 생산할 수 있는 시스템이다. 발전량은 물투과도 및 염배제율에 의해 결정되기 때문에, 세포막에 존재하는 물반투과 단백질인 아쿠아포린 분리막을 이용한 압력지연삼투법을 연구하였다. 염으로는 NaCl과 이온선택성 확인을 위하여 $NaNO_3$이 사용되었다. 생체모방형 아쿠아포린 분리막의 물투과량은 2 M 이하의 농도에서 거의 나타나지 않았다. 더욱이, 3 M 이상의 농도에서 유도용액의 농도에 따른 물투과량 차이 및 이온선택도 또한 크게 나타나지 않았다. 따라서 생체모방형 아쿠아포린 분리막은 압력지연삼투 공정에 적용하기 어렵지만, 만약 이를 극복할 수 있는 구조체가 개발된다면 세포에서의 성능치를 기대할 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.50-54
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• 2007

본 연구에서는 IPMC의 기본적인 기계적 특성을 알아보았다. 기전폴리머의 한 종류인 IPMC는 굽힘형 작동, 가벼움, 저전력 소모, 유연성 등의 많은 장점을 가진 재료이다. 따라서 IPMC는 생체모방형 작동기와 센서로서 많은 가능성을 가지고 있다. 이런 가능성을 바탕으로 IPMC를 실제로 응용하기 위하여 IPMC의 변형, 구동력, 주파수 응답 등 기본적인 기계적 특성을 연구하였다. 우선 이온교환폴리머의 한 종류인 네피온 용액을 사용하여 여러 가지 두께의 네피온 막을 만들고, 무전해 도금을 통해 IPMC를 제작하였다. 이렇게 제작된 IPMC의 규격, 인가 전압에 따른 변형, 구동력, 주파수 응답 특성에 관한 실험을 수행하고, 실험 결과를 통해 IPMC 성능의 실험식과 등가 강성 모델을 수립하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제33권1호
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• pp.27-35
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• 2003

1. 목적 생체재료의 생체친화성을 증진시키고 치유를 촉진하기 위한 목적으로 생체재료의 생화학적 표면개질에 관한 연구가 널리 진행되고 있다. 이와 같은 목적으로 이용되어 온 부착분자에는 아미노산, 펩타이드, 단백질, 효소 및 성장인자들을 들 수 있으며, 이들 분자들을 금속, 골대체물질 및 폴리머와 같은 생체재료의 표면개질에 이용하여 왔다. 이 연구의 목적은 생체적합성이 우수하고 생분해성을 지닌 키토산으로 얇은 막을 제작한 후, 세포외 기질의 구성성분 중 세포부착에 관여하는 RGD 펩타이드를 부착시킨, 표면개질 키토산막의 생물학적 영향을 MG-63 조골양세포를 이용하여 관찰하는 것이다. 2. 방법 2% acetic acid에 키토산 가루를 녹여 만든 2% 키토산 용액으로 24-well 배양접시의 표면을 도포 후 24시간 동안 건조시켜 키토산막을 제작하였다. GRGDS 펩타이드를 cross-linker(EDC, NHS) (Sigma, MO, USA) 용액과 반응시켜서 펩타이드의 카르복실기를 활성화시켰다. 이들을 PBS 완충용액으로 수화시킨 키토산막과 결합시켜 펩타이드의 활성화된 카르복실기와 키토산의 아민기 간에 안정적인 아미드 결합(amide bond)이 형성되도록 하였다. 하루 동안 반응을 일으킨 후 PBS 완충용액과 증류수로 씻어내고 냉동 건조시킴으로써 GRGDS가 결합된 키토산막을 제작하였다. 재료 표면의 화학 성분을 알아보는데 사용되는 방법의 일종인 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석을 통하여 부착분자가 키토산막에 결합된 여부를 확인하였다. GRGDS 펩타이드에 요오드를 결합시킨 후, 이것을 키토산막에 공유 결합시키고 XPS를 통해 요오드가 재료 표면에서 검출되는지를 검사하였다. 요오드가 검출된다면 이것은 키토산막 표면에 실제로 GRGDS 펩타이드가 존재하는 것을 의미하게 된다. 표면개질된 키토산막에 사람조골양세포인 MG-63을 접종하여 이를 실험군으로 하였고, 표면이 개질 되지 않은 키토산막을 대조군으로 하였다. 세포부착의 최적화 농도를 확인하기 위하여 GRGDS를 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0mg/ml의 농도로 준비하였다. 배양 후 1일, 7일째에 각 well에서 trypsin EDTA를 이용하여 세포를 분리한 후, 이를 원심 분리하여 세포수측정기를 이용하여 부착 세포의 수를 측정하여 세포의 부착 정도를 비교하였다. 배양 2시간, 24시간 후 주사전자현미경을 이용하여 키토산막에 부착된 세포의 양상을 관찰하였다. 3. 결과 XPS를 통한 표면의 화학 성분 분석 결과 GRGDS 펩타이드를 결합시킨 키토산막에서 요오드가 검출되었으며 펩타이드를 부착하지 않은 대조군에서는 검출되지 않았다. 따라서 cross-linker를 이용한 펩타이드와 키토산막의 공유결합을 확인할 수 있었다. 세포 배양 후 1일째 부착된 세포 수를 측정한 결과 0.1mg/ml 이상의 GRGDS 펩타이드 농도로 공유 결합시킨 키토산막에서 부착 세포 수가 다른 농도에 비해 유의성 있게 많이 관찰되었다. 이 농도 이하에서는 대조군과 실험군간에 세포부착의 유의한 차이가 없었다. 따라서 주사전자현미경을 이용한 부착 세포의 양상에 관한 관찰은 0.1mg/ml 농도의 펩타이드를 이용하였다. 세포 배양 7일째, 부착된 세포 수 측정 결과 GRGDS의 농도에 따른 유의성 있는 차이가 없었으며, 실험군과 대조군간에도 유의성 있는 차이가 없었다. 주사전자현미경 관찰결과 2시간 및 24시간 배양된 실험군 모두에서 별모양의 세포들이 키토산막 표면에 편평하게 잘 부착되어 있으며 많은 위족이 발달된 소견을 보인 반면, 대조군에서는 원형 또는 다각형 모양의 세포들이 실험군에 비해 부착이 덜 되어있는 양상을 보였다. 이 연구를 통하여 기능성 펩타이드를 생체재료의 표면에 공유결합 시키는 방법을 확립할 수 있었으며, RGD 펩타이드의 공유결합으로 표면개질된 키토산막이 조골세포의 부착능을 증진시킬 수 있음을 확인하였다. 표면개질된 생체재료를 소, 중동물에 적용시켜 생체 내에서의 생물학적 영향을 평가할 필요가 있으며, 이 실험의 결과는 향후 다양한 기능성 부착분자를 선발, 고안하여 임플란트용 생체재료의 표면개질에 이용하는 이른바 모방생체재료분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 생각된다.