• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.464-470
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• 2006

메톡시 폴리(에틸렌 글리콜)(MPEG)과 생분해성 폴리에스테르 계열의 폴리카프로락톤(PCL), 폴리발레로락톤(PVL), 폴리락타이드(PLLA) 및 폴리 (락타이드-co-글리콜라이드) 공중합체(PLGA)로 이루어진 블록공중합체의 합성 및 특성을 비교하였다. MPEG-PCL과 MPEG-PVL 블록공중합체는 단량체 활성화제로서 $HCl{\cdot}Et_2O$의 존재 하에 상온에서 카프로락톤(${\epsilon}-CL$)과 발레로락톤(${\delta}-VL$)의 개환중합에 의해 합성하였으며, MPEG-PLLA와 MPEG-PLGA 블록공중합체는 $Sn(Oct)_2$의 존재 하에 $130^{\circ}C$에서 락타이드(L-LA)와 PLGA의 개환중합에 의해 합성하였다. 합성된 블록공중합체는 $^1H-NMR$, GPC, DSC 및 XRD의 측정을 통해 특성을 분석하였다. 합성된 NPEG-폴리에스테르 블록공중합체의 수용액 상에서의 미셀 특성은 $^1H-NMR$, 광산란기, 원자 현미경 및 형광 측정기를 이용하여 확인하였다. 원자 현미경을 통해 관찰된 미셀의 형태는 대부분의 블록공중합체에서 구형으로 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 미셀의 특성 비교를 통해 폴리에스테르 블록의 종류에 따라 열적 특성, 결정화도, 임계 미셀 농도 및 미셀의 직경이 다르게 나타남을 확인할 수 있었으며, MPEG-폴리에스테르 블록공중합체의 미셀내부에 선택적으로 소수성의 약물을 분포시킬 수 있으므로 소수성 약물 전달체로서의 가능성을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제36권2호
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• pp.155-160
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• 2000

Pseudomonas sp. HJ-2는 heptanoinc acid를 단일탄소원으로 이용하여 3-hydroxybutyrate (3HB),3-hydroxy-velerate (3HV) 및 3-hydroxybutyrate (3HHp)를 구성 단위체로 하는 고무탄성 polyhydroxyalkanoate (PHA)를 생합성한다. 이 미생물 고분자는 poly(3HB-co-3HV)공중합체와 poly(3HHp) 단일중합체로 이루어진 혼합물임이 밝혀졌다. 본 연구에서는 PHA가 고무탄성체로서의 성질을 유지하는데 필용한 단위체 조성과 HJ-2의 배양조건이 PHA의 생산 및 단위체 조성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 생합성된 PHA의 탄성률은 poly(3HHp)의 존재로 크게 감소되었으나, 3HV의 함량이 높은 poly(3HB-co-3HV) 자체도 최대변형률 740%로서 고무탄성체로서의 성질을 보였다. HJ-2의 생장 및 PHA 생합성은 탄소원인 heptanoic acid의 초기농도가 40mMdlfEo 가장 높았으나, 50mM의 농도에서는 큰 저해를 받았다. PHA 생합성은 질소와 인이 결핍된 조건에서 크게 증가되었다. 배양액의 pH 및 통기는 HJ-2로부터 생합성되는 PHA의 단위체 조성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. pH 7.5에서 생합성되는 고분자는 poly(3HB-co-38% 3HV)인 반면에 pH8.0에서의 고분자는 3HHp가 95%를 차지하였다. 발효조의 교반속도를 달리한 실험의 결과 고분자 내 3HHp의 함량은 산소전달 속도가 높아질수록 증가하였다.

• KSBB Journal
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• 제9권3호
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• pp.246-252
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• 1994

유기용매 THF에서 bis(2, 2, 2-trichloroethyl) glutarate와 diol을 기질로 하여 PPL에 의한 tran sesterification 반응을 통해 polyester를 합성하였다. 1. 서로 다른 source의 lipase로 이 반응을 시켜본 결과 PPL이 가장 반응을 잘 진행시켰으며 Humi cola lanuginos와 Pseudomonas sp.의 Ii pase들도 어느 정도 반응을 진행사켰으며 Rhizopus의 lipase들 은 반응을 전혀 진행시키지 못했다. 2. Diol로 ethyleneglycol, 1, 3~propanediol, 1,4­b butanedi이은 모두 거의 비슷한 정도로 반응이 진행 되었으며 secondary alcohol인 glycerol의 경우 이들에 비해 반응이 매우 느리게 진행되었다. 이는 glycer이 에 의 해 효소가 steric hinderance를 받기 때문인 것으로 추정된다. 3. Diol로 여러 가지 분자량의 PEG(M = 300-1000)를 사용한 결과 PEG-400이 가장 잘 반응되었으며 이를 제외하고는 분자량이 클수록, 즉 chain의 길이가 갈수록 반응속도가 느렸다. 그리고 이렇게 chain의 길이가 비교적 긴($C_{12}-C_{45}$) PEG플 diol 로 사용했을 때는 monotransesterication 반응이 끝 난 이후에는 반응이 거의 더 이상 진행되지 않았다. 4. 유기용매로는 비교적 hydrophilic한 THF, ether, acetonitrile 등에 셔 잘 반응되었다. 5. $20^{\circ}C$ 에서 $60^{\circ}C$의 온도범위에서 반응온도가 높 을수록 반응속도가 빨랐으며 184시간 반응된 반응 생 생물의 평균분자량은 모두 2200←2300 daltons로 반응온도의 영향을 받지 않는 것으로 관찰되었다. 8. NMR에 의한 end group analysis를 이용하여 반응 생성물을 분석한 결과 수평균분자량은 1500­4 4000 daltons이었다.

• 접착 및 계면
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• 제19권3호
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• pp.113-117
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• 2018

보론카바이드는 하드니스가 다이아몬드나 보론 나이트라이드 보단 낮지만 30 GPa이상의 높은 경도를 갖고 있으며, 높은 경도로 인해 탱크 장갑, 탄피 제조에 사용되고 있다. 또한 중성자를 흡수하는 능력이 있어 중성자 흡수제로 많이 사용되고 있어, 핵 발전 관련 사업에 활용도가 증가하고 있다. 중성자는 전자와의 상호작용이 없으며, 물질을 통과하는 과정에서도 상호작용 없이 통과하는 것으로 알려져 있다. 보론 카바이드와 함께 중성자와 상호작용이 높은 원자는 수소이며, 보론을 포함하는 수소 농도가 높은 폴리에스터, 에폭시 고분자 등이 원자력 발전 폐기물 보관을 위한 제품 제조를 위한 소재로 사용되고 있다. 본 논문에서는 보론 카바이드의 표면을 철산화물과 텅스텐으로 처리하여, 개질된 보론 카바이드와 에폭시 소재와의 상호작용을 향상시켰다. XRD, XPS를 이용하여 표면개질 되었음을 확인하였고, 처리된 보론카바이드의 함량에 따른 기계적 강도는 만능시험기(UTM)로 측정하였으며, 동역학 분석기(DMA)를 사용하여 경화물의 동적 특성을 관찰하였다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• 폴리머
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• 제28권3호
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• pp.211-217
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• 2004

메톡시 폴리(에털렌 글러콜)과 생분해성 폴리에스테르 계열의 카프로락톤 그러고 락타이드로 구성된 블록 공중합체를 수용액 상에서 온도에 따른 솔-젤 전이 현상을 연구하였다. 폴러(에틸렌 글리콜)-폴리카프로락톤 (MPEG-PCL)은 HCI${\cdot}Et_{2}O$촉매 존재 하에서 실온에서 반응 용매로서 메틸렌클로라이드를 사용하여 카프로락톤기 개환을 통하여 합성되었다. 또한, 폴리(에틸렌 글리콜)-폴리(락틱 에시드) (MPEG-PLLA)는 촉매로서 stannous octoate를 사용하여 톨루엔에서 115${\circ}C$에서 중합을 실시하였다. 합성된 블록 고분자는 $^1$H-NMR, IR 그리고 GPC 뿐만 아니라 수용액상에서의 온도 감응성 상전이 형상을 관찰함으로써 그 특성을 분석하였다. 소수기의 사슬길이가 증가함에 따라 솔-젤 전이 온도가 증가하였고 상전이 곡선은 낮은 농도로 급격한 기울기의 증가가 일어났다. 인체온도에서 젤 형성을 확인하기 위하여, 각각의 블록 공중합체 MPEG-PCL과 MPEG-PLLA를 수용액에 20 wt% 농도로 준비하여 쥐에 주입한 후 신체에서의 젤 형성을 확인하였다. 본 연구를 통하여 블록 공중합체가 약물과 단백질의 주사형 이식형제제 등의 생체용 재료로서 가능성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.225-231
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• 2005

식물유를 탄소원으로 사용하여 medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (MCL-PHAs)를 생산할 수 있는 Pseudomonas chlororaphis HS21을 대상으로 대사경로의 변화를 통하여 식물유의 MCL-PHA로의 전환율을 증진시키고 MCL-PHAs의 단위체 조성의 변화를 유도하기 위한 방안을 모색하였다. P. chlororaphis HS21의 MCL-PHAs 생합성은 세포생장과 동시에 일어나는 특징을 보였으며, 팜유를 유일 탄소원으로 사용한 회분배양의 결과 2.4 g/L의 건체량과 건체량의 $40.2\;wt{\%}$에 해당하는 MCL-PHAs를 얻을 수 있었다. 또한 생합성된 MCL-PHAs의 단위체는 3-hydroxyhexanoate($7.0\;mol{\%}$, 3-hydroxyoctanoate ($45.3\;mol{\%}$. 3-hydroxydecanoate ($39.0\;mol{\%}$), 3-hydroxydodecanoate ($6.8\;mol{\%}$) 및 3-hydroxytetradecanoate ($1.9\;mol{\%}$)로 구성되어 있었다. 식물유와는 달리 포도당과 같은 탄수화물은 P. chlororaphis HS21의 생장에는 이용되지만 MCL-PHAs의 생합성에는 거의 이용되지 못하는 탄소원임을 확인하고, 식물유와 함께 포도당을 보조기질로 공급한 결과 식물유의 MCL-PHAs로의 전환율이 크게 증가함으로써, PHA 생산에 직접적으로 이용되지 못하는 보조기질의 사용을 통하여 특정 기능기를 함유하는 기질로부터 해당 기능기를 갖는 MCL-PHAs를 효율적으로 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 지방산의 ${\beta}-oxidation$ 회로를 방해하는 아크릴산을 첨가할 경우 아크릴산의 독성에 의하여 세포생장은 저해를 받지만 세포 내 MCL-PHAs의 축적율은 감소하지 않았으며, MCL-PHAs를 구성하는 단위체 중 3-hydroxydo-decanoate 및 3-hydroxytetradecanoate와 같이 탄소수가 보다 큰 단위체의 함량이 크게 증가하였다. 이러한 특징에 의해 해바라기유와 옥수수유로부터는 3-hydroxydodecenoate, 3-hydroxytetradecenoate와 같은 불포화 단위체의 함량이 크게 증가된 기능성 MCL-PHAs를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 아크릴산의 첨가와 같은 PHA 대사경로의 인위적 변화가 새로운 단위체 조성을 갖거나 기능기를 가짐으로써 독특한 물성을 지니는 신규의 MCL-PHAs 개발에 유용할 수 있음을 보여준다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.115-124
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• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.