KR102571933B1 - Antifouling member using porous needle structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR102571933B1
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Abstract

본 발명은 다공성 니들 구조를 활용한 방오 부재 및 방오 부재의 제조방법에 관한 것으로, 방오 소재를 포함하는 방오성 유체의 유압을 조절하여 다공성 구조의 연통된 기공을 통해 방오 소재를 지속적으로 방출시키고, 방출량을 조절하여 표면의 오염물질을 제거하는 방오 부재 및 방오 부재의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방오 부재에 의하면, 방오 소재를 지속적으로 공급하여 방출시킴으로써, 미생물의 발생과 증식을 근본적으로 차단할 수 있으며, 방오 소재의 방출량을 조절할 수 있어 방오 소재를 절약할 수 있고 방오 효과를 높일 수 있다. The present invention relates to an antifouling member using a porous needle structure and a method for manufacturing the antifouling member, wherein the antifouling material is continuously released through the connected pores of the porous structure by controlling the hydraulic pressure of the antifouling fluid containing the antifouling material, and the amount of the antifouling material is continuously released. It relates to an antifouling member that removes surface contaminants by controlling and a method for manufacturing the antifouling member. According to the antifouling member of the present invention, by continuously supplying and releasing the antifouling material, it is possible to fundamentally block the generation and proliferation of microorganisms, and it is possible to control the emission amount of the antifouling material, thereby saving the antifouling material and enhancing the antifouling effect. there is.

Description

다공성 니들 구조를 이용한 방오 부재 및 그의 제조방법{Antifouling member using porous needle structure and manufacturing method thereof}Antifouling member using porous needle structure and manufacturing method thereof

본 발명은 다공성 니들 구조를 활용한 방오 부재 및 방오 부재의 제조방법에 관한 것으로, 방오 소재를 포함하는 방오성 유체의 유압을 조절하여 다공성 구조의 연통된 기공을 통해 방오 소재를 지속적으로 방출시키고, 방출량을 조절하여 표면의 오염물질을 제거하는 방오 부재 및 방오 부재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antifouling member using a porous needle structure and a method for manufacturing the antifouling member, wherein the antifouling material is continuously released through the connected pores of the porous structure by controlling the hydraulic pressure of the antifouling fluid containing the antifouling material, and the amount of the antifouling material is continuously released. It relates to an antifouling member that removes surface contaminants by controlling and a method for manufacturing the antifouling member.

일반적으로 박테리아를 포함하는 미생물은 정체된 물이나 유체 내에 생성된 후 증식하게 되며, 크게 진균, 세균, 원충류, 조류 등으로 구분되어 유체 내에서 서식한다.In general, microorganisms including bacteria proliferate after being generated in stagnant water or fluids, and are largely divided into fungi, bacteria, protozoa, algae, and the like, and live in fluids.

박테리아는 증식하면서 자기 생식에 있어 불리할 경우 보호막을 형성하며, 이 보호막을 바이오 필름 또는 박테리아 바이오 필름이라고 한다. 박테리아가 인체의 내부 조직이나 의료 기구 등에 바이오 필름을 형성할 경우, 항생제와 화학물질의 항균 효과가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 선체에 형성될 경우, 배의 성능을 떨어뜨리고 연료 유구량을 증가시키는 문제점이 있다.Bacteria proliferate and form a protective film when self-reproduction is disadvantageous, and this protective film is called a biofilm or bacterial biofilm. When bacteria form a biofilm on internal tissues of the human body or medical devices, there is a problem in that the antibacterial effect of antibiotics and chemicals is lowered. In addition, when formed on the hull, there is a problem of degrading the performance of the ship and increasing the fuel consumption.

종래에는 미생물의 발생 및 증식을 억제하기 위해 표면 코팅 방법이나 화학적 그래프팅 방법을 주로 사용하여 왔다. 표면 코팅 방법은 장기간 운용 시 코팅층이 박리되는 현상이 발생되는 단점이 있고, 화학적 그래프팅 방법은 반응 조건이 까다롭고 대면적화 시키기 어려운 문제점이 있다. 또한, 박테리아 등의 미생물은 화학물질에 대해 쉽게 내성을 가지게 되어 방오 기능이 감소하는 문제점이 있었다.Conventionally, a surface coating method or a chemical grafting method has been mainly used to inhibit the generation and proliferation of microorganisms. The surface coating method has a disadvantage in that the coating layer is peeled off during long-term operation, and the chemical grafting method has difficult reaction conditions and difficulty in large-area application. In addition, microorganisms such as bacteria easily have resistance to chemicals, so there is a problem in that the antifouling function is reduced.

최근에 미생물의 발생 및 증식을 억제하기 위해 유체내에 오염방지 도료나 오염 억제제를 첨가하거나, 자외선과 같은 복사원을 조사하는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나, 오염방지 도료나 오염 억제제의 대부분은 미생물을 사멸시키기 위해 독성을 갖는 트리부틸주석(tri-butyl tin), 아산화동(CuO) 및 각종 유기 방오제를 함유하여 도료 표면에서 독성 방오제가 수중으로 방출되는 문제점이 있다. 또한, 오염방지 도료나 오염 억제제를 첨가하거나, 자외선과 같은 복사원을 조사하는 방법은 미생물의 증식을 근본적으로 막을 수 없는 문제점이 있다.Recently, a method of adding an antifouling paint or an antifouling agent into a fluid or irradiating a radiation source such as ultraviolet rays has been used to suppress the generation and proliferation of microorganisms. However, most antifouling paints or antifouling agents contain toxic tri-butyl tin, cuprous oxide (CuO), and various organic antifouling agents to kill microorganisms, so that toxic antifouling agents are released into the water from the surface of the paint. There is a problem with release. In addition, the method of adding antifouling paint or antifouling agent or irradiating a radiation source such as ultraviolet rays has a problem in that the proliferation of microorganisms cannot be fundamentally prevented.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 등록특허 제10-1994503호의 경우, 수생 생물 부착 방지 점착 테이프를 제공한다. 이는 수중에서도 양호한 접착성을 발현할 수 있고, 양호한 기계적 특성을 갖고, 박리 작업이 쉽고, 장기간에 걸쳐 방오 효과를 지속할 수 있어 효과적으로 수생 생물의 부착을 방지할 수 있다. 다만, 한국 등록특허 제10-1994503호의 수생 생물 부착 방지 점착 테이프는 방오층이 방오제를 포함하고 있을 동안만 지속적인 방오 효과가 발생하고, 방오제가 모두 소진되면 방오 효과가 저하되어 점착 테이프를 제거해야 하는 문제점이 있다. In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 10-1994503 provides an adhesive tape for preventing the attachment of aquatic organisms. It can express good adhesiveness even in water, has good mechanical properties, is easy to peel, and can maintain the antifouling effect over a long period of time, effectively preventing the attachment of aquatic organisms. However, the anti-fouling adhesive tape of Korean Patent Registration No. 10-1994503 has a continuous anti-fouling effect only while the anti-fouling layer contains the anti-fouling agent, and when the anti-fouling agent is exhausted, the anti-fouling effect decreases, so the adhesive tape must be removed. There is a problem with

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 방오 소재를 지속적으로 방출시키면서 방오 소재 방출량을 조절함으로써 미생물의 발생 및 증식을 근본적으로 막을 수 있는 방오 부재를 개발하고자 하였다. 그 결과, 다공성 니들 구조층과 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하는 방오성 유체 저장층의 유압을 조절하여 방오 소재를 다공성 니들 구조층의 기공에 주입시켜 방오 소재의 지속적인 방출을 가능하게 하고, 방오 소재의 방출량을 조절할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. Under this background, the present inventors tried to develop an antifouling member capable of fundamentally preventing the generation and proliferation of microorganisms by controlling the amount of antifouling material released while continuously releasing the antifouling material. As a result, by controlling the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer communicating with the porous needle structure layer to form a moving path of the antifouling fluid, the antifouling material is injected into the pores of the porous needle structure layer to enable continuous release of the antifouling material, The present invention was completed by discovering that the amount of emission of the material can be controlled.

본 발명의 목적은 방오성 유체 저장층; 상기 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층; 및 상기 방오성 유체 저장층에 연통된 구동부; 를 포함하고, 상기 방오성 유체 저장층과 상기 다공성 니들 구조층은 상호 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하고, 상기 구동부는, 상기 방오성 유체 저장층의 유압을 조절하는, 방오 부재를 제공하는 것이다.An object of the present invention is an antifouling fluid storage layer; a porous needle structure layer formed by being laminated on the antifouling fluid storage layer; and a driving unit communicating with the antifouling fluid storage layer. The antifouling fluid storage layer and the porous needle structure layer communicate with each other to form a movement path of the antifouling fluid, and the driving unit controls the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer.

본 발명의 다른 목적은 방오성 유체 저장층 상에 다공성 니들 구조층을 적층하는 단계; 방오성 유체 저장층에 구동부를 연통시키는 단계; 및 상기 방오성 유체 저장층에 방오성 유체를 유입시켜 유압을 조절하는 단계를 포함하는 방오 부재의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to laminate a porous needle structure layer on the antifouling fluid storage layer; communicating the driving unit to the antifouling fluid storage layer; and controlling a hydraulic pressure by introducing an antifouling fluid into the antifouling fluid storage layer.

본 발명의 또 다른 목적은 방오성 유체 저장층 상에 다공성 니들 구조층을 적층하는 단계; 방오성 유체 저장층에 구동부를 연통시키는 단계; 및 상기 방오성 유체 저장층에 방오성 유체를 유입시켜 유압을 조절하는 단계를 포함하는 방오 부재의 제조방법에 의해 제조된 방오 부재를 활용한 오염물질의 제거방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to laminate a porous needle structure layer on the antifouling fluid storage layer; communicating the driving unit to the antifouling fluid storage layer; and controlling a hydraulic pressure by introducing an antifouling fluid into the antifouling fluid storage layer.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 방오 부재에 의하면, 방오 소재를 포함하는 방오성 유체를 지속적으로 공급하여 방출시킴으로써, 미생물의 발생과 증식을 근본적으로 차단할 수 있다. According to the antifouling member of the present invention, by continuously supplying and releasing the antifouling fluid containing the antifouling material, it is possible to fundamentally block the generation and proliferation of microorganisms.

본 발명의 방오 부재에 의하면, 방오 소재를 포함하는 방오성 유체의 방출량을 조절할 수 있어 방오 소재를 절약할 수 있고 방오 효과를 높일 수 있다. According to the antifouling member of the present invention, the release amount of the antifouling fluid containing the antifouling material can be controlled, so that the antifouling material can be saved and the antifouling effect can be enhanced.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재의 작동 원리를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다공성 니들 구조층의 단면이다.
도 3a 및 도 3b은 다공성 니들 구조층의 pH를 조절하여 표면의 박테리아를 제거하는 것을 나타낸다.
도 4는 다공성 니들 구조층의 온도를 조절하여 표면의 박테리아를 제거하는 것을 나타낸다.
도 5는 다공성 니들 구조층에 대한 압력의 크기는 복수의 기공의 크기와 모양에 따라 달라질 수 있다는 것을 나타낸다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재를 유치도뇨관(Urinary catheterization)에 적용한 예를 나타낸다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재를 유치도뇨관에 적용하여 오염물질을 제거한 예를 타나낸다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재에 공압으로 표면 변형을 일으켜 오염물질을 제거한 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 니들 구조층의 니들 형상과 니들 간격에 따른 방오 효과를 나타낸다.
1 is a view showing the operating principle of an antifouling member according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a porous needle structure layer manufactured according to an embodiment of the present invention.
3a and 3b show that bacteria on the surface are removed by adjusting the pH of the porous needle structure layer.
Figure 4 shows the removal of bacteria on the surface by controlling the temperature of the porous needle structure layer.
5 shows that the magnitude of the pressure applied to the porous needle structure layer may vary depending on the size and shape of a plurality of pores.
6A shows an example of applying the antifouling member according to an embodiment of the present invention to an indwelling urinary catheterization.
6B shows an example in which contaminants are removed by applying the antifouling member according to an embodiment of the present invention to an indwelling urinary catheter.
7A and 7B show an example in which contaminants are removed by pneumatically changing the surface of the antifouling member according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the antifouling effect according to the needle shape and needle spacing of the porous needle structure layer according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 권리 범위를 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for descriptive purposes only and should not be construed as intended to limit the scope of rights. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재의 구조와 작동원리를 나타낸다. 1 shows the structure and operating principle of an antifouling member according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방오 부재는 방오성 유체 저장층; 상기 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층; 및 상기 방오성 유체 저장층에 연통된 구동부를 포함한다. 상기 방오성 유체 저장층과 상기 다공성 니들 구조층은 상호 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하고, 상기 구동부는, 상기 방오성 유체 저장층의 유압을 조절한다. Referring to FIG. 1 , an antifouling member according to an embodiment of the present invention includes an antifouling fluid storage layer; a porous needle structure layer formed by being laminated on the antifouling fluid storage layer; and a driving unit communicating with the antifouling fluid storage layer. The antifouling fluid storage layer and the porous needle structure layer communicate with each other to form a movement path of the antifouling fluid, and the driving unit controls the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer.

본 명세서에서 사용된 용어 “방오성”은 더러워지는 것을 막는 성질을 의미하고, “방오성 유체”는 방오 물질을 포함하는 기체 또는 액체를 의미한다. 상기 방오성 유체는 펩타이드(Peptide), 친수성 물질(hydrophilic materials), 양쪽성 이온(Zwitterionic) 및 소수성 물질(Hydrophobic materials) 중 어느 하나의 방오 소재를 포함할 수 있다.As used herein, the term "antifouling" means a property of preventing contamination, and "antifouling fluid" means a gas or liquid containing an antifouling material. The antifouling fluid may include any one antifouling material selected from peptides, hydrophilic materials, zwitterionic materials, and hydrophobic materials.

상기 방오성 유체 저장층은, 방오성 유체를 모아서 가두어 두는 저장소 역할을 한다. 또한, 상기 방오성 유체 저장층은, 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층으로 방오성 유체를 유입시키는 이동통로의 역할을 한다. 상기 방오성 유체 저장층은 다공성 소재로 제작되고, 방오 소재가 함침되어 있는 저장층으로 유체가 지속적으로 흐를 수 있는 구조이다. 상기 방오성 유체 저장층은 모듈러스(modulus)가 낮아 외력에 의해 표면 변형이 일어날 수 있다.The antifouling fluid storage layer serves as a reservoir for collecting and confining the antifouling fluid. In addition, the antifouling fluid storage layer serves as a movement passage through which the antifouling fluid flows into the porous needle structure layer formed by being stacked on the antifouling fluid storage layer. The antifouling fluid storage layer is made of a porous material and has a structure in which fluid can continuously flow into the storage layer impregnated with the antifouling material. The antifouling fluid storage layer has a low modulus, and surface deformation may occur due to external force.

상기 방오성 유체 저장층은, 상기 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층과 연통되어 형성된다. 상기 방오성 유체 저장층은, 방오성 유체의 유압을 조절할 수 있는 구동부가 저창층의 측면에 연통되어 형성된다. 상기 연통되어 형성된 구동부는 상기 방오성 유체 저장층으로 방오 소재를 지속적으로 공급할 수 있다.The antifouling fluid storage layer is formed in communication with a porous needle structure layer formed by being laminated on the antifouling fluid storage layer. The antifouling fluid storage layer is formed by communicating with a side surface of the bottom window layer with a driving unit capable of adjusting the hydraulic pressure of the antifouling fluid. The driving unit formed in communication may continuously supply the antifouling material to the antifouling fluid storage layer.

상기 방오성 유체 저장층은, 미세유체칩을 포함하고 있을 수 있다. The antifouling fluid storage layer may include a microfluidic chip.

본 명세서에서 사용되는 용어 “미세유체칩”은 미세유체 채널을 통해 유체를 흘려보내 여러가지 실험 조건을 동시에 수행할 수 있는 기능을 가진다. 구체적으로, 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 기판(또는 칩 재료)을 이용하여 미세 채널을 만들고, 이러한 채널을 통해 유 체(예를 들어, 액체 시료)를 이동시 킨 후, 미세유체칩 내의 챔버에서 시료 분리, 세포의 혼합, 합성, 정량분석, 세포 증식 관찰 등이 가능하다. 바람직하게, 미세유체 채널을 통해 방오성 유체를 흘려보내 방오 효과를 갖는 미세유체칩을 방오성 유체 저장층에 포함시킴으로써, 지속적인 방오 소재의 방출이 가능하며 방오 효과를 높일 수 있다. 상기 미세유체칩에 연결된 펌프는 방오 소재를 지속적으로 공급할 수 있으며, 방오 소재를 외부로 지속적으로 방출할 수 있다. 또한, 미세유체 채널을 통해 흐르는 방오성 유체의 유속(ml/min)을 펌프로 조절하여 방오 소재 방출량을 조절할 수 있다.As used herein, the term “microfluidic chip” has a function of simultaneously performing various experimental conditions by flowing a fluid through a microfluidic channel. Specifically, microchannels are made using a substrate (or chip material) such as plastic, glass, or silicon, and a fluid (eg, liquid sample) is moved through these channels, and then the sample is placed in a chamber within the microfluidic chip. Separation, mixing of cells, synthesis, quantitative analysis, observation of cell proliferation, etc. are possible. Preferably, a microfluidic chip having an antifouling effect by flowing an antifouling fluid through a microfluidic channel is included in the antifouling fluid storage layer, so that the antifouling material can be continuously released and the antifouling effect can be enhanced. The pump connected to the microfluidic chip can continuously supply the antifouling material and continuously release the antifouling material to the outside. In addition, the flow rate (ml/min) of the antifouling fluid flowing through the microfluidic channel can be controlled by using a pump to control the release amount of the antifouling material.

상기 방오성 유체 저장층은, 플렉서블하고 신축성 있는 폴리머로 형성된다. 이는 상기 장치가 선박이나 해양 시설물에 설치될 때, 상기 선박이나 상기 해양 시설물의 표면 형태에 따라 유연하게 부착이 가능하도록 하기 위함이며, 방오 소재를 지속적으로 방출하고 방출되는 양을 조절하기 위함이다. 방오성 유체 저장층은 외부 유체 흐름으로 변형되고, 표면 변형에 의한 압력에 의해 저장층에 함침된 방오 소재가 다공성 니들 구조층을 통하여 외부로 지속적으로 방출된다. The antifouling fluid storage layer is formed of a flexible and stretchable polymer. This is to allow the device to be flexibly attached according to the shape of the surface of the ship or marine facility when the device is installed on a ship or marine facility, and to continuously release the antifouling material and control the amount of the emission. The antifouling fluid storage layer is deformed by an external fluid flow, and the antifouling material impregnated in the storage layer is continuously discharged to the outside through the porous needle structure layer by the pressure caused by the surface deformation.

상기 방오성 유체 저장층은, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 에코플렉스(ecoflex), 트릭톤 X(Triton X) 및 하이드로겔(hydrogel) 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 방오성 유체 저장층의 유연성을 부여하는 소재라면 이에 한정되지 않는다.The antifouling fluid storage layer may be made of any one of polydimethylsiloxane (PDMS), ecoflex, Triton X, and hydrogel, and imparts flexibility to the antifouling fluid storage layer. The material is not limited to this.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다공성 니들 구조층의 단면이다. 2 is a cross-sectional view of a porous needle structure layer manufactured according to an embodiment of the present invention.

상기 다공성 니들 구조층은, 복수의 기공을 포함하고 상기 복수의 기공은 연통되어 형성될 수 있으며 연통된 복수의 기공은 방오 소재의 이동 경로를 형성할 수 있다. 상기의 복수의 기공들은 서로 연결되어 있어 물리적인 구조를 형성하고, 다량의 방오 소재를 포집할 수 있고, 방오 소재가 연속적으로 유동할 수 있는 물리적인 공간을 제공할 수 있다. 상기 다공성 니들 구조층을 통하여 방오 소재가 지속적으로 방출될 수 있다. The porous needle structure layer may include a plurality of pores, the plurality of pores may be formed in communication, and the plurality of communicated pores may form a movement path of the antifouling material. The plurality of pores are connected to each other to form a physical structure, to collect a large amount of antifouling material, and to provide a physical space in which the antifouling material can continuously flow. The antifouling material may be continuously released through the porous needle structure layer.

상기 다공성 니들 구조층의 상기 니들 구조는, 미생물을 관통할 수 있는 첨단(尖端)이 형성되는 뿔 형상 또는 기둥 형상일 수 있다. 다만 미생물 등의 오염물질을 관통할 수 있는 형상이라면 이에 한정되지 않는다.The needle structure of the porous needle structure layer may have a cone shape or a column shape in which tips capable of penetrating microorganisms are formed. However, it is not limited thereto as long as it has a shape capable of penetrating contaminants such as microorganisms.

본 명세서에서 사용되는 용어 “미생물”은 원생생물, 진균, 세균, 고균, 그리고 바이러스를 모두 포함하는 유전적, 생리적, 생화학적, 생태학적으로 매우 다양한 기능을 보이는 생물체의 집합을 의미한다. As used herein, the term "microorganism" refers to a collection of organisms that exhibit very diverse functions in terms of genetic, physiological, biochemical, and ecological aspects, including protists, fungi, bacteria, archaea, and viruses.

상기 다공성 니들 구조층은, 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol; PEG), 폴리이소프로필아크릴아미드(poly N-isopropylacrylamide; PNIPAM), 폴리메타아크릴릭에시드(polymethacrylic acid; PMAA), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 키토산(Chitosan) 중 어느 하나로 이루어 질 수 있다. The porous needle structure layer is composed of polyethersulfone (PES), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), poly N-isopropylacrylamide (PNIPAM), polymetha It may be made of any one of acrylic acid (polymethacrylic acid; PMAA), methyl cellulose, and chitosan.

바람직하게, 상기 다공성 니들 구조층은 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES) 및 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)을 포함하고 과염소산칼륨(KClO4)와 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)을 더 포함할 수 있다. Preferably, the porous needle structure layer includes polyethersulfone (PES) and polyvinylpyrrolidone (PVP), and may further include potassium perchlorate (KClO 4 ) and dimethylacetamide (DMA) there is.

상기 다공성 니들 구조층은, 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol; PEG), 폴리이소프로필아크릴아미드(poly N-isopropylacrylamide; PNIPAM), 폴리메타아크릴릭에시드(polymethacrylic acid; PMAA), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose) 및 키토산(Chitosan) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The porous needle structure layer is composed of polyethersulfone (PES), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG), poly N-isopropylacrylamide (PNIPAM), polymetha It may be made of any one of acrylic acid (polymethacrylic acid; PMAA), methyl cellulose, and chitosan.

바람직하게, 상기 다공성 니들 구조층은 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES) 및 폴리비닐피로리돈 (polyvinylpyrrolidone, PVP)을 포함하고 과염소산칼륨(KClO4)와 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)을 더 포함할 수 있다. Preferably, the porous needle structure layer includes polyethersulfone (PES) and polyvinylpyrrolidone (PVP), and may further include potassium perchlorate (KClO4) and dimethylacetamide (DMA). .

상기 다공성 니들 구조층은, 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES)는 10 내지 20 중량부, 폴리비닐피로리돈 (polyvinylpyrrolidone, PVP)는 1 내지 10 중량부, 과염소산칼륨(KClO4)은 1내지 10 중량부, 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)는 70 내지 90 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 폴리에테르술폰 (polyethersulfone, PES)은 15 내지 17 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 폴리비닐피로리돈 (polyvinylpyrrolidone, PVP)은 2 내지 3 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 과염소산칼륨(KClO4)은 1내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)는 75 내지 85중량부로 포함할 수 있다.The porous needle structure layer includes 10 to 20 parts by weight of polyethersulfone (PES), 1 to 10 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP), 1 to 10 parts by weight of potassium perchlorate (KClO4), And dimethylacetamide (dimethylacetamide, DMA) may be included in 70 to 90 parts by weight. Preferably, polyethersulfone (PES) may be included in 15 to 17 parts by weight. Preferably, polyvinylpyrrolidone (PVP) may be included in 2 to 3 parts by weight. Preferably, potassium perchlorate (KClO4) may be included in 1 to 5 parts by weight. Preferably, dimethylacetamide (DMA) may be included in 75 to 85 parts by weight.

상기 다공성 니들 구조층은 pH 또는 온도변화에 따라 방오 소재를 방출할 수 있다. The porous needle structure layer may release antifouling material according to pH or temperature change.

도 3a를 참조하면, 방오 또는 향균 성능을 가진 금 나노 입자(Au nanoparticle)가 함유된 하이드로겔로 이루어진 다공성 니들 구조층이 pH 변화에 반응하여 금 나노 입자를 방출함으로써 표면의 S. aureus 박테리아가 제거된다. Referring to FIG. 3A, the porous needle structure layer made of hydrogel containing gold nanoparticles (Au nanoparticles) having antifouling or antibacterial properties releases gold nanoparticles in response to pH change, thereby removing S. aureus bacteria on the surface. do.

도 3b를 참조하면, 방오 또는 향균 성능을 가진 항미생물제(antimicrobial agent)가 함유된 폴리메틸메타아크릴레이트로 이루어진 다공성 니들 구조층이 pH변화에 반응하여 항미생물제를 방출함으로써 표면의 S. epidermidis 박테리아가 제거된다.Referring to FIG. 3B, the porous needle structure layer made of polymethyl methacrylate containing an antimicrobial agent having antifouling or antibacterial properties releases the antimicrobial agent in response to a pH change, so that S. epidermidis bacteria on the surface Removed.

도 4를 참조하면, 폴리이소프로필아크릴아미드로 이루어진 다공성 니들 구조층이 온도에 따라 부피가 팽창하여 암모늄 염(quaternary ammonium salts)을 방출하여 표면의 오염물질을 제거된다.Referring to FIG. 4, the porous needle structure layer made of polyisopropylacrylamide expands in volume with temperature to release quaternary ammonium salts to remove contaminants on the surface.

상기 구동부는, 상기 방오성 유체 저장층에 연통되고, 방오성 유체 저장층의 유압을 조절할 수 있다. 상기 구동부는 방오성 유체를 방오성 유체 저장층에 충진시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 구동부는 방오성 유체 저장층의 유압을 조절하여 방오 소재의 방출량을 조절할 수 있다. The driving unit may communicate with the antifouling fluid storage layer and adjust the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer. The driving unit may serve to fill the antifouling fluid storage layer with the antifouling fluid. In addition, the driving unit may adjust the amount of release of the antifouling material by adjusting the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer.

상기 구동부는, 상기 다공성 니들 구조층의 복수의 기공의 크기와 모양에 따라 방오성 유체 저장층에 대한 압력의 크기를 달리할 수 있다. The driving unit may vary the pressure applied to the antifouling fluid storage layer according to the size and shape of the plurality of pores of the porous needle structure layer.

도 5를 참조하면, 다공성 니들 구조층에 대한 압력의 크기는 복수의 기공의 모양과 크기에 따라 달라질 수 있다는 것을 나타낸다. Referring to FIG. 5 , it is shown that the pressure applied to the porous needle structure layer may vary depending on the shape and size of a plurality of pores.

이하의 식은 압력의 크기는 복수의 기공의 크기와 모양에 따라 달라질 수 있다는 것을 나타낸 식이다. 도 5를 참조하면, Lx, Ly, Lz의 경계선 내부 시스템 안에서의 단위체적 전체 압축에너지는 유체에 의한 압축에너지와 기공에 의한 압축에너지의 합에서 유체와 입자사이의 내부에너지를 뺀 것을 의미한다. The following equation is an equation showing that the magnitude of the pressure may vary depending on the size and shape of a plurality of pores. Referring to FIG. 5, the total compression energy of a unit volume in the internal system of the boundaries of Lx, Ly, and Lz means the sum of the compression energies of the fluid and the compression energies of the pores minus the internal energy between the fluid and the particles.

pV: 단위체적 내의 압축에너지를 의미한다. pV: Compression energy within a unit volume.

pfVf: 단위체적 내 유체의 압축에너지를 의미한다. p f V f : means the compressive energy of the fluid within a unit volume.

prVr: 단위체적 내 기공의 압축에너지를 의미한다. p r V r : Compression energy of pores in unit volume.

γfrΩfr: 유체와 입자사이의 내부에너지를 의미한다.γ fr Ω fr : Internal energy between fluid and particles.

(r: 다공성 매질, f: 단일 유체, p: 단위체적의 압력, V: 단위체적의 부피, pr: 단위체적 내 입자의 압력, Vr: 단위체적 내 입자의 부피, pf: 단위체적의 유체 압력, vf: 단위체적의 부피, γfr: 표면장력, Ωfr: 유체와 입자 사이의 표면적)(r: porous medium, f: single fluid, p: pressure in unit volume, V: volume in unit volume, p r : pressure of particles in unit volume, V r : volume of particles in unit volume, p f : unit volume of fluid pressure, v f : volume of unit volume, γ fr : surface tension, Ω fr : surface area between fluid and particle)

본 발명의 다른 실시예에 따른 방오 부재는 방오성 유체 저장층; 상기 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층; 및 상기 방오성 유체 저장층에 연통된 구동부를 포함하고, 상기 방오성 유체 저장층과 상기 다공성 니들 구조층은 상호 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하고, 상기 구동부는, 상기 방오성 유체 저장층의 유압을 조절하고, 상기 방오성 유체 저장층에 초음파를 전달하여 미세 진동을 일으키는 트랜듀서를 더 포함할 수 있다. 상기 트랜듀서는 미세 진동을 일으켜 방오 소재 방출을 조절할 수 있다. An antifouling member according to another embodiment of the present invention includes an antifouling fluid storage layer; a porous needle structure layer formed by being laminated on the antifouling fluid storage layer; and a driving unit communicating with the antifouling fluid storage layer, wherein the antifouling fluid storage layer and the porous needle structure layer communicate with each other to form a movement path of the antifouling fluid, and the driving unit controls hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer. It may further include a transducer that controls and transmits ultrasonic waves to the antifouling fluid storage layer to generate fine vibrations. The transducer can control the emission of the antifouling material by generating microvibrations.

방오 소재의 방출을 조절하는 과정을 살펴보면, 상기 방오성 유체 저장층에 방오성 유체를 충진시키고 방오성 유체 저장층의 유압을 높여 방오성 유체가 다공성 구조의 연통된 복수의 기공으로 유동할 수 있도록 한다. 다공성 니들 구조층 표면의 오염물질이 적층되어 있는 경우 방오성 유체 저장층의 유압을 높여 방오성 유체를 배출시켜 오염물질을 제거할 수 있다. 다공성 니들 구조층 표면의 오염물질이 적층되어 있지 않을 경우 방오성 유체 저장층의 유압을 낮춰 방오성 유체를 방오성 유체 저장층에 충진시켜 둘 수 있다.Looking at the process of controlling the release of the antifouling material, the antifouling fluid is filled in the antifouling fluid storage layer and the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer is increased so that the antifouling fluid can flow into a plurality of communicated pores of the porous structure. When contaminants are deposited on the surface of the porous needle structure layer, the antifouling fluid may be discharged by increasing the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer to remove the contaminants. When contaminants on the surface of the porous needle structure layer are not deposited, the antifouling fluid may be filled in the antifouling fluid storage layer by lowering the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다공성 니들 구조층의 제조방법은, 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES) 10 내지 20 중량부, 폴리비닐피로리돈 (polyvinylpyrrolidone, PVP) 1 내지 10 중량부, 과염소산칼륨(KClO4) 1 내지 10 중량부, 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA) 70 내지 90 중량부로 혼합하는 단계; 혼합 용액을 교반기에 넣고 10-12시간 기계적으로 교반시키는 단계; 몰드에 교반시킨 용액을 부어 경화시켜 다공성 구조를 형성하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES)은 15 내지 17 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)은 2 내지 3 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 과염소산칼륨(KClO4)은 1내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게, 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)는 75 내지 85중량부로 포함할 수 있다. 상기 과염소산칼륨(KClO4)의 함량은 다공성 구조에 영향을 미치며, 과염소산칼륨(KClO4)의 함량이 높아질수록 더 조밀한 다공성 구조를 형성할 수 있다. 상기 경화는 자외선 경화(UV curing)방식에 의할 수 있다. [표 1]은 과염소산칼륨(KClO4)의 함량에 따른 기공의 크기를 나타낸다. In the method for manufacturing a porous needle structure layer according to another embodiment of the present invention, 10 to 20 parts by weight of polyethersulfone (PES), 1 to 10 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP), potassium perchlorate (KClO 4 ) mixing 1 to 10 parts by weight and 70 to 90 parts by weight of dimethylacetamide (DMA); Putting the mixed solution into a stirrer and mechanically stirring it for 10-12 hours; and forming a porous structure by pouring the stirred solution into a mold and hardening it. Preferably, polyethersulfone (PES) may be included in 15 to 17 parts by weight. Preferably, polyvinylpyrrolidone (PVP) may be included in 2 to 3 parts by weight. Preferably, potassium perchlorate (KClO 4 ) may be included in 1 to 5 parts by weight. Preferably, dimethylacetamide (DMA) may be included in 75 to 85 parts by weight. The content of potassium perchlorate (KClO 4 ) affects the porous structure, and as the content of potassium perchlorate (KClO 4 ) increases, a more dense porous structure can be formed. The curing may be performed by a UV curing method. [Table 1] shows the pore size according to the content of potassium perchlorate (KClO 4 ).

[표 1] 과염소산칼륨(KClO4)의 함량에 따른 기공의 크기[Table 1] Pore size according to the content of potassium perchlorate (KClO 4 )

본 발명의 다른 실시예에 따른 방오 부재의 제조방법은, 방오성 유체 저장층 상에 다공성 니들 구조층을 적층하는 단계; 방오성 유체 저장층에 구동부를 연통시키는 단계; 및 상기 방오성 유체 저장층에 방오성 유체를 유입시켜 유압을 조절하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예 따른 방오 부재의 제조방법은, 상기 방오성 유체 저장층에 트랜듀서를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. A method of manufacturing an antifouling member according to another embodiment of the present invention includes laminating a porous needle structure layer on an antifouling fluid storage layer; communicating the driving unit to the antifouling fluid storage layer; and controlling a hydraulic pressure by introducing an antifouling fluid into the antifouling fluid storage layer. The manufacturing method of the antifouling member according to another embodiment of the present invention may further include connecting a transducer to the antifouling fluid storage layer.

본 발명의 다른 실시예 따르면 상기의 방오 부재의 제조방법에 의해 제조된 방오 부재를 활용하여 오염물질의 제거방법을 제공한다. 본 발명의 오염물질 제거방법에 따라 다공성 니들 구조층 표면에 부착되어 있는 오염물질을 제거하고, 다공성 니들 구조층 표면에 인접한 오염물질의 접근을 방지함으로써 미생물의 증식 및 발생을 억제할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of removing contaminants is provided by utilizing the antifouling member manufactured by the method of manufacturing the antifouling member. According to the contaminant removal method of the present invention, the proliferation and occurrence of microorganisms can be inhibited by removing contaminants attached to the surface of the porous needle structure layer and preventing access of contaminants adjacent to the surface of the porous needle structure layer.

본 발명에 따라 제조된 방오 부재는 간헐적 도뇨 카테터(intermittent catheter), 유치 도뇨 카테터(Foley catheter), 기관절개용 튜브(tracheal tube), 중심 정맥 카테터(central venous catheter), 스완-간 카테터(Swan-Ganz catheter), 배아 이식 카테터(embryo transfer catheter), 제대 카테터(lical line), 투히 보스트 어댑터(Tuohy-Borst adapter), 자궁 내 카테터(intrauterine catheter)에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 방오 부재는 인공관절, 임플란트, 선박, 해양구조물으로 사용될 수 있다. The antifouling member manufactured according to the present invention is an intermittent catheter, a Foley catheter, a tracheal tube, a central venous catheter, a Swan-hepatic catheter Ganz catheter), embryo transfer catheter, umbilical cord catheter, Tuohy-Borst adapter, and intrauterine catheter. In addition, the antifouling member manufactured according to the present invention can be used for artificial joints, implants, ships, and offshore structures.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방오 부재를 유치도뇨관(Urinary catheterization)에 적용하여 오염물질을 제거하는 것을 나타낸다. 유치도뇨관 내부에 유압으로 표면 변형을 가하여 유치도뇨관 표면의 오염물질을 제거하고, 유치도뇨관을 반복적으로 사용할 수 있다. 유치도뇨관 표면 변형률이 30 내지 35%일 때, 유치도뇨관 표면의 오염물질을 70 내지 80% 제거할 수 있다. Referring to FIGS. 6A and 6B , it is shown that the antifouling member manufactured according to an embodiment of the present invention is applied to an indwelling catheterization to remove contaminants. By applying surface deformation to the inside of the indwelling catheter with hydraulic pressure, contaminants on the surface of the indwelling catheter are removed, and the indwelling catheter can be used repeatedly. When the surface strain of the indwelling catheter is 30 to 35%, 70 to 80% of contaminants on the surface of the indwelling catheter can be removed.

도 7a 및 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방오 부재를 공압을 이용하며 표면을 변형시켜 표면의 오염물질을 분리 제거할 수 있음을 나타낸다. 표면 변형률이 1 내지 20%일 때, 표면의 오염물질을 70 내지 90%까지 제거할 수 있다. 유연성을 갖는 소재로 이루어진 다공성 니들 구조층에 1KPa 내지 20kPa의 공압을 가하면 오염물질을 100%까지 제거할 수 있다. Referring to FIGS. 7A and 7B , it is shown that contaminants on the surface can be separated and removed by deforming the surface of the antifouling member manufactured according to an embodiment of the present invention using pneumatic pressure. When the surface strain is 1 to 20%, up to 70 to 90% of contaminants on the surface can be removed. When a pneumatic pressure of 1KPa to 20kPa is applied to the porous needle structure layer made of a flexible material, up to 100% of contaminants can be removed.

도 8을 참조하면, 다공성 니들 구조층의 니들 형상은 매미 날개 표면 나노 구조를 모사한 형상일 수 있다. 다공성 니들 구조층의 니들의 높이는 300nm이상이고, 상부 직경은 50nm이하, 하부 직경은 200nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 다공성 니들 구조층의 니들 간격이 좁을수록 방오 효과가 향상될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the needle shape of the porous needle structure layer may be a shape mimicking the surface nanostructure of cicada wings. It is preferable that the needles of the porous needle structure layer have a height of 300 nm or more, an upper diameter of 50 nm or less, and a lower diameter of 200 nm or more. In addition, as the interval between the needles of the porous needle structure layer is narrowed, the antifouling effect may be improved.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기술된 것으로, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. The following examples are described for the purpose of illustrating the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1: 다공성 니들 구조층의 제조> <Example 1: Preparation of porous needle structure layer>

폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES) 15 내지 17 중량부, 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 2 내지 3 중량부, 과염소산칼륨(KClO4) 1 내지 5 중량부, 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA) 75 내지 85 중량부로 혼합하여 경화시켰다. 이에 따라 다공성 니들 구조층의 성분의 함량에 따른 기공의 평균 크기를 측정하였다. [표 1]에서와 같이 과염소산칼륨(KClO4) 함량이 높아질수록 더 조밀한 구조를 형성하였다.15 to 17 parts by weight of polyethersulfone (PES), 2 to 3 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP), 1 to 5 parts by weight of potassium perchlorate (KClO 4 ), and dimethylacetamide (DMA) It was mixed and cured at 75 to 85 parts by weight. Accordingly, the average size of pores according to the content of the components of the porous needle structure layer was measured. As shown in [Table 1], a more dense structure was formed as the content of potassium perchlorate (KClO 4 ) increased.

<실시예 2: 다공성 니들 구조층을 포함하는 방오 부재의 제조><Example 2: Manufacturing of an antifouling member comprising a porous needle structure layer>

다공성 니들 구조층을 실시예 1따라 제조하였다. 방오성 유체 저장층을, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 실리콘 오일(Silicone oil), 오르가노겔(organogel), 에코플렉스(ecoflex), 트릭톤 X(Triton X) 및 하이드로겔(hydrogel) 중 어느 하나로 제조하였다. 구동부를 방오성 유체 저장층에 연통시키고, 방오성 유체 저장층 상에 다공성 니들 구조층을 적층하였다. A porous needle structure layer was prepared according to Example 1. The antifouling fluid storage layer is made of polydimethylsiloxane (PDMS), silicone oil, organogel, ecoflex, Triton X, and hydrogel. made in one. The drive unit was communicated with the antifouling fluid storage layer, and a porous needle structure layer was laminated on the antifouling fluid storage layer.

<실험예. 다공성 니들 구조층을 포함하는 방오 부재의 방오 테스트><Experimental example. Antifouling test of antifouling member including porous needle structure layer>

상기 실시예 2에 따라 제조된 방오 부재의 방오 효과를 실험하기 위하여, 바이오필름 및 바너클(barnacle)을 일정기간 키우고, 각각 3분 동안 30번 반복적으로 압력을 가하면서 표면 변형에 의한 방오 테스트를 진행하였다.In order to test the antifouling effect of the antifouling member prepared according to Example 2, the biofilm and the barnacle were grown for a certain period of time, and the antifouling test by surface deformation was performed while repeatedly applying pressure 30 times for 3 minutes, respectively. proceeded.

그 결과, 하기의 도 7a와 같이 표면 변형률이 1 내지 20%일 때, 표면의 오염물질을 70 내지 90%까지 제거할 수 있음을 확인하였다.As a result, it was confirmed that up to 70 to 90% of contaminants on the surface can be removed when the surface strain is 1 to 20%, as shown in FIG. 7a below.

또한, 상기 실시예 2에 따라 제조된 방오 부재의 바이오필름을 일정기간 키우고, 각 스트레인(strain)을 3분동안 30번 반복적으로 스트레치하면서 표면 변형에 의한 방오 테스트를 진행하였다.In addition, the biofilm of the antifouling member prepared according to Example 2 was grown for a certain period of time, and an antifouling test by surface deformation was conducted while repeatedly stretching each strain 30 times for 3 minutes.

그 결과, 하기의 도 7b와 같이 표면 변형률이 1 내지 20%일 때, 표면의 오염물질을 70 내지 90%까지 제거할 수 있음을 확인하였다.As a result, it was confirmed that up to 70 to 90% of contaminants on the surface can be removed when the surface strain is 1 to 20%, as shown in FIG. 7B below.

도 8을 참조할 때, 다공성 니들 구조층의 니들의 높이는 300nm이상이고, 상부 직경은 50nm이하, 하부 직경은 200nm 이상이며, 니들 간격이 좁을수록 방오 효과가 향상되어 붉은 색(죽은 박테리아)이 많이 나타내는 것을 확인하였다.Referring to FIG. 8, the height of the needles of the porous needle structure layer is 300 nm or more, the upper diameter is 50 nm or less, and the lower diameter is 200 nm or more. It was confirmed that indicated

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form than the described method, or substituted or replaced by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (7)

방오성 유체 저장층;
상기 방오성 유체 저장층 상에 적층되어 형성되는 다공성 니들 구조층; 및
상기 방오성 유체 저장층에 연통된 구동부;
를 포함하고,
상기 다공성 니들 구조층은, 복수의 기공을 포함하고 상기 복수의 기공은 연통되어 있으며,
상기 방오성 유체 저장층과 상기 다공성 니들 구조층은 복수의 기공을 통해 상호 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하고,
상기 구동부는, 상기 방오성 유체 저장층의 유압을 조절하는 것이며,
상기 다공성 니들 구조층은 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 과염소산칼륨(KClO4), 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)를 포함하는,
방오 부재.
an antifouling fluid storage layer;
a porous needle structure layer formed by being laminated on the antifouling fluid storage layer; and
a driving unit communicating with the antifouling fluid storage layer;
including,
The porous needle structure layer includes a plurality of pores and the plurality of pores are in communication,
The antifouling fluid storage layer and the porous needle structure layer communicate with each other through a plurality of pores to form a movement path of the antifouling fluid,
The driving unit controls the hydraulic pressure of the antifouling fluid storage layer,
The porous needle structure layer includes polyethersulfone (PES), polyvinylpyrrolidone (PVP), potassium perchlorate (KClO 4 ), and dimethylacetamide (DMA),
Absence of antifouling.
제1항에 있어서,
상기 방오성 유체 저장층은 미세유체칩을 더 포함하는, 방오 부재.
According to claim 1,
The antifouling fluid storage layer further comprises a microfluidic chip, the antifouling member.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방오성 유체 저장층은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 실리콘 오일(Silicone oil), 오르가노겔(organogel), 에코플렉스(ecoflex), 트릭톤 X(Triton X) 및 하이드로겔(hydrogel) 중 어느 하나로 이루어지는, 방오 부재.
According to claim 1 or 2,
The antifouling fluid storage layer may be any one of polydimethylsiloxane (PDMS), silicone oil, organogel, ecoflex, Triton X, and hydrogel. An antifouling member made of one piece.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방오성 유체는 펩타이드(Peptide), 친수성 물질(hydrophilic materials), 양쪽성 이온(Zwitterionic) 및 소수성 물질(Hydrophobic materials) 중 어느 하나의 방오 소재를 포함하는, 방오 부재.
According to claim 1 or 2,
The antifouling fluid is an antifouling member comprising any one of antifouling materials selected from peptides, hydrophilic materials, zwitterionic and hydrophobic materials.
삭제delete 방오성 유체 저장층 상에 다공성 니들 구조층을 적층하는 단계;
상기 방오성 유체 저장층에 구동부를 연통시키는 단계; 및
상기 방오성 유체 저장층에 방오성 유체를 유입시켜 유압을 조절하는 단계;
를 포함하고,
상기 다공성 니들 구조층은, 복수의 기공을 포함하고 상기 복수의 기공은 연통되어 있으며,
상기 방오성 유체 저장층과 상기 다공성 니들 구조층은 복수의 기공을 통해 상호 연통되어 방오성 유체의 이동 경로를 형성하고,
상기 다공성 니들 구조층은 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 과염소산칼륨(KClO4), 및 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMA)를 포함하는,
방오 부재의 제조방법.
laminating a porous needle structure layer on the antifouling fluid storage layer;
communicating a driving unit to the antifouling fluid storage layer; and
controlling a hydraulic pressure by introducing an antifouling fluid into the antifouling fluid storage layer;
including,
The porous needle structure layer includes a plurality of pores and the plurality of pores are in communication,
The antifouling fluid storage layer and the porous needle structure layer communicate with each other through a plurality of pores to form a movement path of the antifouling fluid,
The porous needle structure layer includes polyethersulfone (PES), polyvinylpyrrolidone (PVP), potassium perchlorate (KClO 4 ), and dimethylacetamide (DMA),
A method for manufacturing an antifouling member.
제6항의 방오 부재의 제조방법에 의해 제조된 방오 부재를 활용한 오염물질의 제거방법. A method of removing contaminants using the antifouling member manufactured by the method of manufacturing the antifouling member of claim 6.
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