서울과학기술대학교 바로가기

서울과학기술대학교 화공생명공학과 김규한 교수(단독 교신저자)가 카이스트 최시영 교수 연구팀과의 공동연구를 통하여 다공성 고분자 물질인 polyHIPE의 내부 형태 및 연결성 조절에 대한 연구를 수행하여, 고분자 분야 세계적 학술지인 ‘Polymer Chemistry’ (IF: 5.582, JCR 상위 10.5% 이내)에 논문을 성공적으로 게재했다. 특히, 논문의 독창성 및 우수성을 인정받아, 전면 표지논문 (2022년 1월28일)으로 선정되는 쾌거를 이루어내었다.

PolyHIPE는 고내부상 에멀젼(HIPE)을 템플릿으로 하여 합성한 다공성 고분자 물질로서, 내부에 수십~수백 마이크로미터 크기의 균일한 기공을 80%이상의 비율로 포함하고 있다. 따라서 내부 기공의 형태 및 연결성에 따라 이들 고분자 물질의 기능성이 크게 달라질 수 있는데, 이를 통해 그동안 여러 polyHIPE들이 개발되어 하이드로젤, 촉매 서포터 및 생체조직 서포터 등으로 활용되어 왔다.

이러한 polyHIPE의 활용범위가 보다 더 넓어지기 위해서는 내부 기공의 형태 및 연결성이 손쉽게 조절 가능하여야 하고 이를 위해서는 polyHIPE의 형성 메커니즘이 정확히 이해되어야 한다. 하지만 이러한 구조의 발생 메커니즘에 대한 연구는 그동안 매우 미진한 실정이었다.

본 연구에서는 광개시제의 종류, 전구체인 고내부상 에멀젼을 안정화하는 유화제의 종류, 그리고 광중합을 위해 가해지는 자외선 빛의 세기를 조절하여, 내부 기공의 형태 및 연결성을 정밀하게 분석하였다. 이를 통해, 광중합을 통해 형성되는 polyHIPE의 내부 구조 형성 메커니즘을 처음으로 밝혔고 더 나아가 새로운 형태의 여러 내부 기공 구조를 얻는데 성공하였다.

▲PolyHIPE의 다양한 형태 및 연결성

▲김규한 교수

특히 본 연구수행을 통해 polyHIPE를 형성할 시, 3D 프린팅을 통한 복잡한 외부 형태 형성 역시 가능하고, 이는 향후 다공성 고분자 물질의 활용성을 급격히 높히는 토대가 될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 Northwestern 대학 화학과 김수빈 박사과정과 카이스트 생명화학공학과 김종민 박사가 공동제1저자, 카이스트 생명화학공학과 최시영 교수가 공동저자, 그리고 본교 김규한 교수가 교신저자로 참여하였다.

▲「Polymer Chemistry」논문 표지

저널명: Polymer Chemistry (IF: 5.582, JCR Ranking: 상위 10.5 %)

논문 제목: Interconnectivity and morphology control of poly-high internal phase emulsions under photo-polymerization

(https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/PY/D1PY01175H)

저자: Subeen Kim, Jongmin Q Kim, Siyoung Q Choi, and KyuHan Kim