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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 유필진
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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수처리 산업은 가장 유망한 미래 성장 산업 중 하나로 주목 받고 있다. 이에 따라, 수처리에 효과적인 멤브레인에 대한 연구가 각광을 받고 있는데, 이러한 멤브레인의 가장 큰 문제점은 fouling 현상이 발생한다는 것이다. 멤브레인 시스템에서 파울링은 여과막의 성능과 수명에 대한 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 생체 오염물질에 강한 수처리용 멤브레인의 제작에 대한 연구를 수행했다. 그 중에서도 특히, 단백질에 의한 파울링 현상을 방지하기 위한 연구를 진행했다. 단백질 흡착을 방지하는 다양한 물질을 이용한 연구가 진행중인데, 그중에서 가장 많이 사용되고 있는 물질이 poly(ethylene glycol)이다. PEG는 OH그룹기를 가지고 있어, 친수성이며, 이로 인해 물과의 수화층을 형성해, 단백질을 밀어내는 성질을 가질 뿐만 아니라, 수용액 내에서 유동성이 좋다. PEG의 안티파울링 성질을 이용한 이전의 연구는 대부분 2차원 시스템에 많이 적용되었고, 멤브레인에 적용된 이전 연구결과를 보면, 멤브레인 표면에만 PEG를 코팅하여 멤브레인 내부에는 파울링 현상을 막기가 어렵고, 유니폼한 구조체를 유지하기가 어렵다는 단점이 있다. 그래서 본 연구에서는 이 같은 단점을 보완하고자 특별한 3차원 구조체를 이용하고, 고분자 전해질 다층막 조립공정을 이용하여 이러한 구조체의 내부 특성을 조절하고 기공 크기를 제어하는 선행 연구 결과를 적용하였다. 3차원 인버스 오팔 구조체를 이용하여 다층막 조립공정 시스템을 통하여 내부 기공 크기와 특성을 조절해주고, 합성을 통하여 얻은 PAA-g-PEG를 내부에 코팅해주었다. PEG의 파울링 현상을 방지하는 효과에 대해 확인하기 위해, 다른 고분자를 코팅한 샘플과 BSA 단백질에 흡착정도를 비교하는 실험을 진행하였다. 그 결과, PAA-g-PEG를 코팅한 샘플은 다른 샘플에 비해 흡착이 거의 이루어지지 않음을 확인하였다. 뿐만 아니라, 3차원 인버스 오팔 구조체 멤브레인과 상용화 멤브레인의 플러스를 비교해본 결과도, 3차원 인버스 오팔 구조체 멤브레인의 플럭스가 더 높게 나타남과 동시에 멤브레인의 수명에서도 장점을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 멤브레인은 의료용 약물전달 시스템에 활용되는 등 다양한 연구 분야에 적용될 수 있을 것이다.
목차
Ⅰ Introduction1. Membrane2. BiofoulingⅡ Experimental section1. Synthesis of colloidal nanoparticles2. Fabrication of three-dimensional inverse opal (3D-IO) structures3. Layer-by-Layer (LbL) deposition of polyelectrolyte multilayers internal wall of 3D-IO templates4. Synthesis of PAA-g-PEG5. Adsorption test of BSA proteins6. Membrane test of Layer-by-Layer assembled 3D-IO structuresⅢ Results and discussion1. Fabrication of 3-dimensional inverse opal structured membrane2. The synthesis of PAA-g-PEG graft copolymer3. Determining the optimum molecular weight and grafting ratio of PEG4. Adsorption test of BSA proteins5. Flux and life time test of membraneⅣ ConclusionⅤ Reference
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