소개글
"조선대 일반물리"에 대한 내용입니다.
목차
1. 바이오 소재 폴리머
1.1. Smart polymer
1.1.1. 정의
1.1.2. 활용 방법
1.1.2.1. 색과 모양이 변하는 고분자(빛 감응성)
1.1.2.2. 자가치유 고분자(외부 충격)
1.2. Hydrogel
1.2.1. 정의
1.2.2. 스마트 겔 로봇(UV 감응성)
1.2.3. 조절력 있는 인공 수정체 연구 시도(온도 감응성, 빛 감응성)
2. 알루미늄-공기 전지
2.1. 배터리의 구성 요소, 종류 및 특징
2.2. Al-air battery의 이론 및 특징
3. TiO2 광촉매
3.1. 광촉매 종류
3.2. 광촉매 원리
3.3. TiO2 광촉매 특성
3.4. TiO2 광촉매 활용
4. 참고 문헌
본문내용
1. 바이오 소재 폴리머
1.1. Smart polymer
1.1.1. 정의
스마트 고분자는 자극 응답성 고분자 혹은 기능성 고분자라고도 하며 외부에서 주어지는 자극에 대한 반응을 확연하게 보이며 이에 따른 특수한 기능을 위주로 사용하는 고분자이다. 자신이 놓인 상황에 따라 특성이 변하는 고분자물질로, 온도, 습도, pH, 화학적 화합물, 빛의 파장이나 강도, 전기장이나 자기장 등의 여러가지 요인에 따라 다양한 반응을 보인다. 스마트 고분자는 특정한 자극이 주어지면 색이나 투명도가 변하거나, 전도성이나 흡습성 띠거나, 형태를 바꾸는 등 다양한 물성을 보이므로 일반적인 환경에서 특정 조건에 변화를 주었을 때 큰 변화를 얻을 수 있다.
1.1.2. 활용 방법
1.1.2.1. 색과 모양이 변하는 고분자(빛 감응성)
빛에 의해 모양과 색을 자유자재로 바꿀 수 있는 스마트 마이크로 입자 제작 기술이 개발되었다. 이 기술을 통해 아주 작은 입자의 모양이나 색을 원하는 대로 컨트롤할 수 있게 되었다. 이렇게 개발된 스마트 마이크로 입자는 온전하지 못한 세포만을 표적해 약물을 전달하는 캡슐, 군용장비의 위장막, 색 및 투명도가 변하는 스마트 윈도우나 건물 외부 인테리어 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
입자의 모양과 색 변화를 이용한 연구는 주로 암세포 진단이나 약물전달 등 생물학적·의료적 분야에서 응용을 시도하고 있다. 이러한 자극들은 국소부위에 전달하는 것과 자극의 진행을 멈추거나 다시 재개하는 것이 어려웠던 단점이 있었다. 하지만 빛에 반응하는 고분자를 이용하면 원하는 시간 동안 특정 부위에만 빛의 파장과 세기를 정밀하게 조절하여 선택적·순차적으로 입자 모양을 변형시킬 수 있다는 장점이 있다.
이 고분자를 제작하는 방법은 기존의 스마트 입자 제작방법과 다르게 친수성 정도와 광학적 특성을 조절할 수 있는 계면활성제를 개발해 이들의 자가조립방식을 기반으로 빛에 의해 모양과 색이 변할 수 있도록 하였다. 더 나아가 이러한 입자로 만든 박막이나 용액은 그 성질을 세밀하게 조절할 수 있으므로 정보나 신호를 담는 스마트 소재로도 활용이 가능하다.
1.1.2.2. 자가치유 고분자(외부 충격)
자가치유 고분자는 외부 환경에 의해 손상을 입은 고분자가 스스로 결함을 감지하여 자신의 구조를 복구함은 물론 원래의 기능을 회복할 수 있는 지능형 재료이다. 자가복구 고분자라고도 부르는 이 물질은 인체의 자가치료 능력을 모방하여 설계된 것으로, 사람의 피부처럼 미세한 모세관이 있어서 깨지면 이 모세관을 통해 치료용 고분자 액체를 계속 공급하는 것이 가능하다. 때문에 깨진 곳이 재생이 가능하며 같은 곳이 여러 번 깨져도 복구가 가능하지만 과잉재생에 의해 표면이 고르진 못하다는 한계가 존재한다. 이러한 기능을 가진 고분자는 스마트폰의 액정 필름, 도정 후 스크래치에 의해 벗겨진 코팅, 4차 산업용 센서 소재 등으로 활용이 가능하다.
1.2. Hydrogel
1.2.1. 정의
Hydrogel은 친수성 고분자들로 이루어진 네트워크형 사슬로, 물을 분산매체로 사용하는 겔이다. 이 고분자 네트워크에 친수성 그룹이 존재하기 때문에 하이드로겔이 과량의 수분을 함유할 수 있다. 이러한 친수성 그룹은 공유결합, 수소결합, 반데르발스 결합, 물리적 응집력 등의 화학적·물리적 작용에 의해 가교결합을 해 3차원의 입체구조를 가지도록 한다. 이 구조는 수분을 흡수하기 적절한 구조이며 팽윤한 상태를 유지할 수 있다. 이렇게 수분을 흡수한 하이드로겔에서 일반적으로 수분은 전체 질량의 최소 20%이상을 차지하고 있으며 많게는 100%가까이를 이룬다. 이때 수분 함유...
참고 자료
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