• 제목/요약/키워드: hydrophobic sol-gel

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순수/불투명화 실리카 에어로겔의 기계적 강도 및 열전도도 (Mechanical Strength and Thermal Conductivity of Pure/Opacified Silica Aerogels)

  • 현상훈;이찬호;김동준;성대진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.969-978
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    • 1997
  • The properties of microstructure, hydrophobicity/hydrophilicity, mechanical strength, and thermal conduction of pure/opacified silica aerogels synthesized by the sol-gel supercritical drying technique were investigated. The hydrophobic surface of opacified silica aerogels doped with carbon (0.13 g/cm3 density, 94% porosity, 580 m2/g specific surface area) transformed to hydrophilic surface after heat-treated above 30$0^{\circ}C$. The values of compressive modulus (1.85 MPa) and strength (0.5 MPa) of opacfied silica aerogels were about 20 times higher than those of pure silica aerogels. The mechanical properties of pure silica aerogels heat-treated at $700^{\circ}C$ were also considerably improved without changing their porosity and density. Particularly, compressive modulus and compressive strength of pure silica aerogels GPSed under 100$0^{\circ}C$ and 80 bar were improved 140 and 37 times, respectively. Thermal conductivities of pure/opacified silica aerogels measured at room temperature and 227$^{\circ}C$ were about 0.013 and 0.019 W/m.K, respectively, and were to be found very low value of 0.004 W/m.K below 10 torr pressure at room temperature.

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Self-assembly and Mechanism of L-Alanine-based Dihydrazide Derivative as Excellent Gelator of Organic Solvents

  • Wang, Chuan-Sheng;Wang, Xiao-Hong;Li, Zhi-Yuan;Wei, Wei;Shi, Zhong-Liang;Sui, Zhi-Tong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권4호
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    • pp.1258-1262
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    • 2011
  • A new organogelator, L-Alanine dihydrazide derivative can self-assemble in various organic solvents and turned them into thermally reversible physical supramolecular organogels at extremely low concentrations (< 2 wt %). The gel-sol phase transition temperatures ($T_{GS}$) were determined as a function of gelator concentration and the corresponding enthalpies (${\Delta}H_g$) were extracted. Scanning electron microscopy (SEM) measurements revealed that the interspaces of fiber-like network structures were diminished with the increasing of the LMOG concentration. FT-IR spectroscopy studies revealed that hydrogen-bonding and hydrophobic interaction were the driving forces for the formation of the gels. Based on the data of XRD and molecular modeling, the possible packing modes for the formation of organogelator aggregates were proposed.

벤젠 유기물 도입에 따른 실리카 기반 에어로겔의 소수성 및 기계적 특성 연구 (Study on the Hydrophobicity and Mechanical Properties of Silica-Based Aerogel by Introducing Organic Benzene)

  • ;이지훈;;최하령;김태희;박형호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.135-141
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    • 2020
  • 실리카-벤젠 에어로겔은 균일하고 정렬된 네트워크 기공 구조, 개선된 기계적 특성을 갖도록 합성되었다. 실리카 에어로겔의 기계적 특성을 향상시키기 위해 유기물을 첨가하는 것이 일반적인 방법이지만, 기공 특성이 유-무기 상분리 현상으로 인해 감소한다. 본 연구에서는 실리카 기반 에어로겔의 기공 특성을 유지하면서 동시에 기계적 물성을 높이기 위해 간단하고 저렴한 방법을 사용하였다. 기공 및 기계적 특성에 대한 하이드록실 결합수의 영향을 연구하기 위해 두 가지 유형의 벤젠 브리지 전구체를 사용하였다. 다공성 실리카 에어로겔은 간단하고 비용-효율적이며 무공해인 졸-겔방법으로 제조되었다. 최종적으로 제조된 실리카-벤젠 에어로겔은 추가적인 silylating reagents없이 우수한 기공 특성, 높은 비 표면적(1,326 ㎡/g), 다공성 구조 및 소수성(>140°)을 가졌다. 일부 샘플(2T4)의 경우 기계적 강도는 순수 실리카 에어로겔의 5 배 이상을 보였다.

Injectable hydrogels delivering therapeutic agents for disease treatment and tissue engineering

  • Lee, Jin Hyun
    • 생체재료학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.235-248
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    • 2018
  • Background: Injectable hydrogels have been extensively researched for the use as scaffolds or as carriers of therapeutic agents such as drugs, cells, proteins, and bioactive molecules in the treatment of diseases and cancers and the repair and regeneration of tissues. It is because they have the injectability with minimal invasiveness and usability for irregularly shaped sites, in addition to typical advantages of conventional hydrogels such as biocompatibility, permeability to oxygen and nutrient, properties similar to the characteristics of the native extracellular matrix, and porous structure allowing therapeutic agents to be loaded. Main body: In this article, recent studies of injectable hydrogel systems applicable for therapeutic agent delivery, disease/cancer therapy, and tissue engineering have reviewed in terms of the various factors physically and chemically contributing to sol-gel transition via which gels have been formed. The various factors are as follows: several different non-covalent interactions resulting in physical crosslinking (the electrostatic interactions (e.g., the ionic and hydrogen bonds), hydrophobic interactions, ${\pi}$-interactions, and van der Waals forces), in-situ chemical reactions inducing chemical crosslinking (the Diels Alder click reactions, Michael reactions, Schiff base reactions, or enzyme-or photo-mediated reactions), and external stimuli (temperatures, pHs, lights, electric/magnetic fields, ultrasounds, or biomolecular species (e.g., enzyme)). Finally, their applications with accompanying therapeutic agents and notable properties used were reviewed as well. Conclusion: Injectable hydrogels, of which network morphology and properties could be tuned, have shown to control the load and release of therapeutic agents, consequently producing significant therapeutic efficacy. Accordingly, they are believed to be successful and promising biomaterials as scaffolds and carriers of therapeutic agents for disease and cancer therapy and tissue engineering.

새로운 Black Color의 합성;화장품에서 블랙 색소로서 Meso-pore Silca에 캡슐레이션된 Carbon-black Silica (Synthesis of New Black Pigment; Carbon Black Pigment Capsulated into the Meso-pore of Silica as Black Pigment in Cosmetic)

  • Hye-in, Jang;Kyung-chul, Lee;Hee-chang , Ryoo
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.189-195
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    • 2004
  • 카본 블랙은 매우 낮은 밀도로 화장품에는 사용되지 않고 있지만 독성이 없고 안정한 물리적 특성과 검은색의 특성으로 이용 가치가 있다고 사료되는 바이다. 본 연구에서는 TEOS, a) PEO/ lecithin, b) PEO/polyethylene glycol, c) lecithin/polyethylene을 ethanol/water 수용액상에서 계면활성제를 탄화시켜 sol-gei반응에 의해 meso-porous silica샘플을 얻었고 N2 조건하 50$0^{\circ}C$에서 열처리된 organic-inorganic hybrid silica를 합성하였다. Pore안에 카본 블랙을 함유하는 meso-porous silica는 친수성, 소수성 용매에서 모두 좋은 분산성을 보여준다. 이 샘플은 BET에 의해 specific surface area (750$m^2$/g)과 pore size (4-6 nm)이고, XRD측정으로 pore structure (cylindrical type)를, 샘플의 SEM촬영으로 morphology(0.1-0.5$\mu\textrm{m}$ 입자 크기를 갖는 spherical powder)를 갖는다는 것을 알아냈다. 이렇게 합성한 카본-실리카 블랙 컬러를 마스카라에 적용하면 일반적으로 마스카라에 사용되던 블랙 컬러 사용시 보다 좀더 검은색을 보여주는 것은 물론이고 우수한 분산성도 갖는다. 무엇보다 이 파우더의 밀도 조절이 가능하여 마스카라 뿐 만 아니라 모든 화장품에의 사용이 가능하다.

크기가 제어된 실리카 나노입자 합성과 제조된 입자의 고분자계 복합재 응용 (Synthesis of Silica Nanoparticles Having the Controlled Size and their Application for the Preparation of Polymeric Composites)

  • 김종웅;김창근
    • 폴리머
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    • 제30권1호
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    • pp.75-79
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    • 2006
  • 고분자계 치아수복용 복합재료에 사용되는 다양한 크기의 나노실리카 입자를 Stober method를 이용하여 제조하고, 3-methacrylofpropyltrimethoxysilane $(\gamma-MPS)$로 제조된 입자 표면 처리 여부에 따른 유기 수지 내에서의 실리카 입자의 분산도 변화를 조사하였다 반응에 사용된 반응물인 tetraethylorthosilicate(TEOS)와 물의 양, 촉매인 암모니아의 양, 용매의 종류와 양을 조절하여 다양한 크기의 나노실리카 입자를 제조하였다. 용매로 에탄올보다 메탄올을 사용할 경우 더 작은 입자가 생성되었다. 또, 물의 함량이 증가할수록 작은 입자가 형성되는 반면, 촉매와 전구체의 경우는 함량이 증가함에 따라 형성된 입자의 크기도 증가하였다. 유기 소재들과의 혼합시 계면 특성 향상을 위해 제조된 친수성의 나노실리카를 $\gamma-MPS$와 반응시켜 소수성의 나노실리카 입자를 제조하였다 실리카 입자 크기가 작을수록 단위 질량당 존재하는 $\gamma-MPS$의 함량은 많았지만, 단위 표면적당 존재하는 $\gamma-MPS$의 양은 실리카 입자의 크기에 영향을 받지 않았다. $\gamma-MPS$로 표면 처리된 실리카 입자의 고분자계 치아수복용 레진 내에서의 분산성은 표면 처리되지 않은 실리카에 비해 크게 향상되었다.