KR100781599B1 - 폴리다이아세틸렌 함유 고분자 필름을 이용한 센서 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리다이아세틸렌 (polydiacetylene) 공액고분자를 함유하는 센서필름에 관한 것으로, 다이아세틸렌 (diacetylene) 단량체가 분산된 용액에 자외선을 노광하여 수득한 폴리다이아세틸렌을 수용성 고분자 용액과 혼합, 건조하여 필름을 만들거나, 상기 단량체를 매트릭스로 사용될 수용성 고분자 용액과 먼저 혼합, 건조하여 필름을 만든 다음 자외선을 노광하여 폴리다이아세틸렌 센서필름을 제조한다. 본 발명의 폴리다이아세틸렌 함유 센서필름은 대량생산이 용이하고 외부환경의 변화를 인식하여 색 및 형광의 변화를 수반하므로 가시적인 경보센서 및 광학재료에 널리 활용될 수 있다.
폴리다이아세틸렌, 스트립센서, 색전이, 매트릭스 고분자
Description
도 1은 다이아세틸렌 단량체의 자외선 노광에 의한 폴리다이아세틸렌 합성의 개념도이다.
도 2는 폴리다이아세틸렌을 함유하는 고분자필름의 제조공정에 대한 순서도이다.
도 3은 PCDA-EDEA를 사용하여 만든 센서필름의 사진이다.
도 4는 PCDA-EDEA를 사용하여 만든 폴리다이아세틸렌 센서필름의 온도에 따른 색전이 현상을 나타내는 사진이다.
도 5는 PCDA를 사용하여 만든 센서필름의 사진이다.
도 6은 PCDA를 사용하여 만든 폴리다이아세틸렌 센서필름의 온도에 따른 색전이 현상을 나타내는 사진이다.
도 7은 다이아세틸렌 단량체를 함유하는 고분자필름을 이용하여 색 (좌) 및 형광 (우) 패턴을 형성한 사진이다.
도 8은 α, β, γ-사이클로덱스트린과 반응한 폴리다이아세틸렌 센서필름의 사진이다.
도 9는 포름알데히드 검출을 위한 가시적 경보센서로의 응용을 나타내는 사진이다.
본 발명은 폴리다이아세틸렌 (polydiacetylene) 공액고분자를 함유하는 스트립 형태의 센서필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 다이아세틸렌 단량체가 분산된 수용액과 매트릭스로 사용되는 범용고분자를 혼합하여 건조 후 폴리다이아세틸렌이 함유된 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리다이아세틸렌 (polydiacetylene)은 다이아세틸렌 단량체(diacetylene monomer)의 중합체로서, 고분자 주쇄에 이중결합과 삼중결합이 교대로 존재하는 공액고분자 (conjugated polymer)이다. 폴리다이아세틸렌 합성의 가장 큰 특징은 다이아세틸렌 단량체들이 결정 또는 반결정 형태의 구조를 지닐 수 있도록 근접거리에 위치해야 하는 것이다. 도 1에서 도시된 바와 같이 다이아세틸렌 단량체들이 분자조립체 형태로 만들어지면 자외선 노광에 의해 1번 탄소와 바로 옆에 존재하는 다이아세틸렌 단량체의 4번 탄소가 연결되어 폴리다이아세틸렌이 만들어진다.
중합이 일어나기 위해서는 다이아세틸렌 단량체 사이의 분자간 거리가 매우 가까이 위치해야 하기 때문에 폴리다이아세틸렌의 합성은 일반적인 공액고분자의 합성과 달리 주로 다이아세틸렌 단량체를 수용액에 분산시킨 후 자외선을 노광하거나 다이아세틸렌 단량체 분말 또는 결정에 감마선을 조사하여 합성한다. 또한 고 체기질 위에 다이아세틸렌 단량체를 얇은 박막 형태로 만들어 자외선을 노광함으로써 폴리다이아세틸렌을 합성하기도 한다. 일반적으로 최적의 조건에서 수용액에 분산된 상태이거나 고체기질 위에 박막 형태로 존재하는 폴리다이아세틸렌이 만들어지면 약 650 nm에서 최대흡수파장을 나타내는 청색을 띠게 된다. 이렇게 제조된 청색의 폴리다이아세틸렌은 적절한 외부환경의 변화에 의해 약 550 nm에서 최대흡수파장을 지니는 적색의 용액으로 변화된다. 예를 들어, 청색의 폴리다이아세틸렌 용액을 가열하면 용액의 색이 청색에서 보라색을 거쳐 적색으로 변환된다(참조: Kim & Ahn et. al., Macromolecules, 2005, 38, 9366). 이러한 청색에서 적색으로의 색전이 현상은 온도 뿐만 아니라, 분자인식 (USP 6,001,556; USP 6,180,135; USP 6,080,423) 및 pH의 변화 (Ahn & Kim et. al. Journal of the American Chemical Society, 2003, 125, 8976) 등에 의해서도 유발되는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 색전이 현상을 이용한 다양한 센서가 보고되고 있다. 최근 들어 청색의 폴리다이아세틸렌은 형광을 나타내지 않으나 적색으로 색전이가 일어나면 형광을 띠게 되는 특징을 이용한 센서도 보고되고 있다 (Kim & Ahn et. al. Journal of the American Chemical Society, 2005, 127, 17580).
또한 폴리다이아세틸렌은 고분자의 주쇄에 연결되어 있는 p-오비탈로 인하여 공액구조를 나타내고 이러한 구조적인 특성으로 인해 비선형광학특성 (nonlinear optical property)을 나타내기 때문에 광학재료로도 많이 연구되고 있다 (Tripathy et. al., Journal of Physical Chemistry B, 1999, 103, 11050).
지금까지 보고된 폴리다이아세틸렌 제조방법을 분류하면 상기에서 언급한 바 와 같이 1) 수용액에 분산된 형태, 2) 고체기질 위에 단분자 또는 다분자 필름 형태, 그리고 3) 분말 형태로 나눌 수 있다. 아직까지 본 발명이 이루고자 하는 수용성 고분자와 혼합하여 건조 후 필름을 만드는 방법은 보고된 바가 없다.
이에, 본 발명자들은 보다 활용성이 우수한 형태의 폴리다이아세틸렌 센서를 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 기능기가 도입된 폴리다이아세틸렌을 고분자 매트릭스와 혼합한 후 효과적으로 건조시켜 필름 형태로 제조할 경우, 다양한 물질의 검출에 이용할 수 있어, 그의 응용성이 향상됨을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명자들이 개발한 필름은 폴리다이아세틸렌의 특성을 유지하며 대량생산이 용이하기 때문에 활용가능성이 매우 크다 하겠다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 폴리다이아세틸렌이 고분자매트릭스에 포함된 폴리다이아세틸렌 센서필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 센서필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(A-1) 하기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체를 유기용매에 용해시킨 후 물에 혼합하거나, 또는 물에 직접 혼합하는 단계:
상기 식에서
d + g는 0, 1 또는 2이고,
e + f는 2 내지 50의 정수이고,
e 및 f는 1보다 큰 정수이고,
A 및 B는 메틸기, 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 말레이미드기, 바이오틴기, N-히드록시숙신이미드기, 벤조산기 또는 활성화된 에스테르기이고,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 동일하지 않고, 탄소수가 2 이상인 알킬기, 하나 이상의 에틸렌옥시드기, 아민기, 아미드기, 에스테르기 또는 카르보닐기임;
(A-2) 상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시키는 단계;
(A-3) 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 중합시키는 단계; 및
(A-4) 중합된 폴리다이아세틸렌 및 물의 혼합물에 수용성 고분자를 혼합하고 건조시키는 단계.
또한, 본 발명의 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다:
(B-1) 상기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체를 유기용매에 용해시킨 후 물에 혼합하거나, 또는 물에 직접 혼합하는 단계;
(B-2) 상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시키는 단계;
(B-3) 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 수용성 고분자를 혼합하고 건조시켜 필름을 수득하는 단계; 및
(B-4) 상기 필름에 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 중합시키는 단계.
또한, 상기 단계 (A-2) 또는 (B-2)는
상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시킨 후 냉각시키는 단계
인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 (A-3)은
(A-3') 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 포토마스크를 적용한 상태에서 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계
이고, 상기 단계 (B-4)는
(B-4') 상기 필름에 포토마스크를 적용한 상태에서 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계
인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 폴리다이아세틸렌 센서필름은 하기를 포함하는 것을 특징으로 한다:
(C-1) 수용성 고분자 매트릭스; 및
(C-2) 상기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체가 중합된 폴리다이아세틸렌.
또한, 상기 수용성 고분자는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산, 폴리스티렌술폰산, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피리딘, 폴리디에틸아미노 에틸아크릴레이트, 폴리아크릴아미드(PAAm), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하고, 특히 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아크릴산(PAA) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하다.
또한, 상기 자외선의 노광은 특별히 이에 제한되지 않으나 가장 바람직하게는 254 nm의 자외선을 1 내지 10 분간 조사하여 수행함이 바람직하다.
또한, 상기 유기용매는 특별히 이에 제한되지 않으나, 디메틸포름아미드(dimethylformamide. DMF), 디메틸술폭시드(dimethylsulfoxide. DMSO), 클로로포름, 디클로로메탄, 헥산, 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran. THF), 아세톤, 알코올 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 폴리다이아세틸렌 함유 고분자 필름의 제조공정을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 의하면, 다이아세틸렌 단량체의 일종인 PCDA-EDEA (N-(2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)ethyl)pentacosa-10,12-diynamide)를 DMF에 용해시키고 이를 물에 혼합하거나 또는 물에 직접 혼합한 다음, 초음파 처리하여 분산된 PCDA-EDEA 용액을 수득하는 단계; 및, 상기 수득한 PCDA-EDEA 용액에 자외선을 노광하여 폴리다이아세틸렌을 수득하고, 이를 고분자 매트릭스와 혼합한 후 건조하는 단계에 의하여, PCDA-EDEA가 중합된 폴리다이아세틸렌을 포함하는 센서필름을 제조할 수 있으며, 이처럼 제조된 센서필름을 가열하면 온도에 따라 청색에서 적색으로의 색전이 및 형광이 발현된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 다이아세틸렌 단량체의 일종인 PCDA (10,12-Pentacosadiynoic acid)를 DMF에 용해시키고 이를 물에 혼합하거나 또는 물에 직접 혼합한 다음, 초음파 처리하여 분산된 PCDA 용액을 수득하는 단계; 및, 상기 수득한 PCDA 용액에 자외선을 노광하여 폴리다이아세틸렌을 수득하고, 이를 고분자 매트릭스와 혼합한 후 건조하는 단계에 의하여, PCDA가 중합된 폴리다이아세틸렌을 포함하는 센서필름을 제조할 수 있으며, 이처럼 제조된 센서필름을 가열하면 온도에 따라 청색에서 적색으로의 색전이 및 형광이 발현된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
실시예
실시예
1: 말단에
아민기를
지니는
폴리다이아세틸렌
센서필름의 제조
상기 구조식을 갖는 PCDA-EDEA (N-(2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)ethyl) pentacosa-10,12-diynamide) 11 mg을 2 ㎖의 DMF(dimethylformamide)에 용해시킨 다음, 30 ㎖의 물에 가하고, 15 분 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. PCDA-EDEA가 분산된 용액을 0.8 ㎛의 필터를 사용하여 여과하고, 4 ℃에서 4 시간 동안 냉각시켰다. 이어, PCDA-EDEA가 분산된 용액을 254 nm의 자외선으로 1 분간 노광하여 (1 mW/㎠), 청색의 폴리다이아세틸렌 용액을 수득한 다음, 이를 PVA 수용액 (10 중량%)와 1:1의 부피비로 잘 혼합한 후 페트리 접시 (지름 6.5 cm)에 붓고, 30 ℃에서 2 일간 건조한 후 알맞은 크기로 잘라내어 폴리다이아세틸렌을 포함하는 센서필름을 제조하였다. 도 3은 상기 제조된 폴리다이아세틸렌 센서필름의 사진으로서, 상기 필름은 부수어지지 않으며 잘 휘어짐을 알 수 있다.
이어, 상기 제조된 폴리다이아세틸렌 센서필름 및 용액을 가열하면서 온도에 따른 청색에서 적색으로의 색전이를 관찰하였다. 도 4는 PCDA-EDEA를 포함하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 온도에 따른 색전이 사진이다. 도 4에서 보듯이, PCDA-EDEA를 함유하는 청색의 폴리다이아세틸렌 센서필름을 가열하면 60 ℃ 부근에서 보라색을 나타내고 더 가열하면 적색을 띰을 알 수 있다. 따라서 제조된 필름이 온도변화를 인식하여 청색에서 적색으로의 색전이를 일으킴을 확인할 수 있다.
실시예
2: 말단에 카르복실기를 지니는
폴리다이아세틸렌
센서필름의 제조
상기 구조식을 갖는 PCDA (10,12-Pentacosadiynoic acid) 11 mg을 2 ㎖의 DMF (dimethylformamide)에 용해시킨 다음, 30 ㎖의 물에 가하고, 15 분 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. PCDA가 분산된 용액을 0.8 ㎛의 필터를 사용하여 여과하고, 4 ℃에서 4 시간 동안 냉각시켰다. 이어, PCDA가 분산된 용액을 254 nm의 자외선으로 1 분간 노광하여 (1 mW/㎠) 청색의 폴리다이아세틸렌 용액을 수득한 다음, 이를 PVA 수용액 (10 중량%)와 1:1의 부피비로 잘 혼합한 후 페트리 접시 (지름 6.5 cm)에 붓고, 30 ℃에서 2 일간 건조한 후 알맞은 크기로 잘라내어 폴리다이아세틸렌을 포함하는 센서필름을 제조하였다. 도 5는 상기 제조된 폴리다이아세틸렌 센서필름의 사진이다.
이어, 상기 제조된 폴리다이아세틸렌 센서필름 및 용액을 가열하면서 온도에 따른 청색에서 적색으로의 색전이를 관찰하였다. 도 6은 PCDA를 함유하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 온도에 따른 색전이 사진이다. 도 6에서 보듯이, PCDA를 포함하는 청색의 폴리다이아세틸렌 센서필름을 가열하면 80 ℃ 부근에서 보라색을 나타내고 더 가열하면 적색을 띰을 알 수 있었다.
실시예
3:
다이아세틸렌
단량체를 함유하는 고분자필름을 이용한 색 및 형광 패턴 형성
상기 구조식을 갖는 PCDA-EDEA (N-(2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)ethyl) pentacosa-10,12-diynamide) 11 mg을 2 ㎖의 DMF (dimethylformamide)에 용해시킨 다음, 30 ㎖의 물에 가하고, 15 분 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. PCDA-EDEA가 분산된 용액을 0.8 ㎛의 필터를 사용하여 여과하고, 4 ℃에서 4 시간 동안 냉각시켰다. 이를 PVA 수용액 (10 중량%)과 1:1의 부피비로 잘 혼합한 후 페트리 접시 (지름 6.5 cm)에 붓고, 30 ℃에서 2 일간 건조한 후 알맞은 크기로 잘라내어 다이아세틸렌을 포함하는 고분자필름을 제조하였다.
이어 다이아세틸렌 고분자필름에 패턴마스크를 씌워서 254 nm 자외선으로 1 분간 노광 (1 mW/cm2)한 결과 도 7의 A에서와 같이 빛이 투과된 부분만 청색의 폴리다이아세틸렌이 형성되었음을 확인하였다. 청색의 폴리다이아세틸렌은 형광을 띠지 않으므로 도 7의 A의 오른쪽에서 확인할 수 있듯이 형광패턴은 생성되지 않았다. 청색의 패턴이 형성된 필름을 110 ℃에서 1 분간 가열하면 도 7의 B에서와 같이 패턴이 형성된 부분만 청색에서 적색으로의 색전이가 일어남을 관찰할 수 있었다. 적색의 폴리다이아세틸렌은 형광을 띠게 되므로 도 7의 B의 오른쪽과 같이 형광패턴이 형성됨을 알 수 있다. 마지막으로 254 nm 자외선으로 1 분간 전면 노광 (1 mW/cm2)한 결과 도 7의 C에서와 같이 적색 이외의 부분이 청색으로 변하였고 (왼 쪽), 적색 부분만 형광이 나타남을 확인할 수 있다 (오른쪽).
실시예
4:
폴리다이아세틸렌을
함유하는 고분자필름을 이용한 센서에의 응용
실시예 2에서 만든 폴리다이아세틸렌 함유 필름에 각각 3 종류의 10 mM의 사이클로덱스트린(α-cyclodextrin, β-cyclodextrin 및 γ-cyclodextrin) 수용액 20 ㎕를 가하고 30 ℃에서 1 시간 동안 반응시킨 후, 색변화를 확인하였다. 사이클로덱스트린은 고리형 올리고당의 구조를 지니며 알파, 베타, 및 감마에 따라 고리의 크기가 달라진다. 또한 고리 안쪽에 존재하는 빈 공간에 유기분자들이 잘 내포되는 특성을 지닌다. 고리안쪽의 공간 크기는 알파, 베타 및 감마에 따라서 달라지며 잘 내포시키는 분자구조도 달라진다. 도 8은 α, β, γ-사이클로덱스트린과 반응한 폴리다이아세틸렌 센서필름의 사진을 나타낸다. 도 8에서 확인할 수 있듯이, 폴리다이아세틸렌 센서필름은 α-사이클로덱스트린과 반응할 경우에만 적색을 나타낸다. 따라서 센서는 선택적으로 알파-사이클로덱스트린을 인식함을 알 수 있다.
실시예
5:
폴리다이아세틸렌을
함유하는 고분자필름을 이용한 가시적 경보센서에의 응용
실시예 3에서 만든 폴리다이아세틸렌 함유 필름을 이용하여 포름알데히드(formaldehyde; HCHO) 기체의 탐지 상황을 가시적으로 경보해 주는 센서를 제작하였다. 패턴마스크를 통해 자외선 노광을 하여 청색의 HCHO 패턴을 형성한 후 포름알데히드 기체에 노출시켰을 때, HCHO 패턴이 적색으로 변화함으로써 포름알데히드의 검출을 가시적으로 경보해줌을 확인하였다 (도 9).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 폴리다이아세틸렌을 함유하고 있는, 대량생산이 용이한 고분자필름 및 그 제조방법을 제공한다. 제조된 고분자필름은 유연하며 센서기능을 지닌다. 또한 본 발명은 다이아세틸렌 단량체를 포함하는 고분자 필름을 사용하여 포토마스크 존재하에 선택적으로 노광함으로써 미세 색 및 형광 패턴을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명의 폴리다이아세틸렌 센서필름은 외부환경의 변화를 인식하여 색전이 현상을 가져올 뿐 아니라, 기능성 미세 패턴을 제조할 수 있으므로 가시적인 경보센서 및 광학재료로서 널리 활용될 수 있는 장점 또한 가지고 있다.
Claims (7)
- 하기 단계를 포함하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법:(A-1) 하기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체를 유기용매에 용해시킨 후 물에 혼합하거나, 또는 물에 직접 혼합하는 단계:(Ⅰ)
상기 식에서d + g는 0, 1 또는 2이고,e + f는 2 내지 50의 정수이고,e 및 f는 1보다 큰 정수이고,A 및 B는 메틸기, 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 말레이미드기, 바이오틴기, N-히드록시숙신이미드기, 벤조산기 또는 활성화된 에스테르기이고,L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 동일하지 않고, 탄소수가 2 이상인 알킬기, 하나 이상의 에틸렌옥시드기, 아민기, 아미드기, 에스테르기 또는 카르보닐기임;(A-2) 상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시키는 단계;(A-3) 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 중합시키는 단계; 및(A-4) 중합된 폴리다이아세틸렌 및 물의 혼합물에 수용성 고분자를 혼합하고 건조시키는 단계. - 하기 단계를 포함하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법:(B-1) 하기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체를 유기용매에 용해시킨 후 물에 혼합하거나, 또는 물에 직접 혼합하는 단계:(Ⅰ)
상기 식에서d + g는 0, 1 또는 2이고,e + f는 2 내지 50의 정수이고,e 및 f는 1보다 큰 정수이고,A 및 B는 메틸기, 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 말레이미드기, 바이오틴기, N-히드록시숙신이미드기, 벤조산기 또는 활성화된 에스테르기이고,L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 동일하지 않고, 탄소수가 2 이상인 알킬기, 하나 이상의 에틸렌옥시드기, 아민기, 아미드기, 에스테르기 또는 카르보닐기임;(B-2) 상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시키는 단계;(B-3) 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 수용성 고분자를 혼합하고 건조시켜 필름을 수득하는 단계; 및(B-4) 상기 필름에 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 중합시키는 단계. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계 (A-2) 또는 (B-2)는상기 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물을 초음파 처리하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 분산시킨 후 냉각시키는 단계인 것을 특징으로 하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 단계 (A-3)은(A-3') 상기 분산된 다이아세틸렌 단량체 및 물의 혼합물에 포토마스크를 적용한 상태에서 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계이고, 상기 단계 (B-4)는(B-4') 상기 필름에 포토마스크를 적용한 상태에서 자외선을 노광하여 상기 다이아세틸렌 단량체를 선택적으로 중합시키는 단계인 것을 특징으로 하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 수용성 고분자는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아크릴산(PAA) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 폴리다이아세틸렌 센서필름의 제조방법.
- 하기를 포함하는 폴리다이아세틸렌 센서필름:(C-1) 수용성 고분자 매트릭스; 및(C-2) 하기 일반식 (Ⅰ)의 구조를 가지는 다이아세틸렌 단량체가 중합된 폴리다이아세틸렌:(Ⅰ)
상기 식에서d + g는 0, 1 또는 2이고,e + f는 2 내지 50의 정수이고,e 및 f는 1보다 큰 정수이고,A 및 B는 메틸기, 아민기, 카르복실기, 히드록시기, 말레이미드기, 바이오틴기, N-히드록시숙신이미드기, 벤조산기 또는 활성화된 에스테르기이고,L1 및 L2는 서로 동일하거나 또는 동일하지 않고, 탄소수가 2 이상인 알킬기, 하나 이상의 에틸렌옥시드기, 아민기, 아미드기, 에스테르기 또는 카르보닐기임. - 제 6 항에 있어서,상기 수용성 고분자는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리아크릴산(PAA) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 폴리다이아세틸렌 센서필름.
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| KR1020060103716A KR100781599B1 (ko) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | 폴리다이아세틸렌 함유 고분자 필름을 이용한 센서 및 그의 제조방법 |
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