KR20180049717A

KR20180049717A - 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름, 이를 포함하는 고분자 필름 센서 및이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180049717A
Application number: KR1020160145975A
Authority: KR
Inventors: 우민아; 임민철; 장현주; 최성욱; 옥경식
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-11
Also published as: KR101973774B1

Abstract

이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름이 제공된다. 고분자 필름은 지지체, 상기 지지체내에 임베디드되고, 상기 지지체보다 탄성이 작아서, 상기 지지체에 인장력이 가해질 때 찢어지는 저탄성 임베디드막, 및 상기 임베디드막 위에 형성되고, 상기 임베디드막이 찢어질 때 상기 임베디드막으로 용액이 누수되는 임베디드 용액 캡슐을 포함한다.

Description

이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름, 이를 포함하는 고분자 필름 센서 및이의 제조 방법{POLYMER FILM INCLUDING EASY CUT CAPSULE, POLYMER FILM SENSOR INCLUDING EASY CUT CAPSULE, AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 개시는 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름, 이를 포함하는 고분자 필름 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

다양한 활성물질들은 공기 중에 노출되었을 때 그 효능이 떨어지거나 소멸되기도 한다. 따라서, 제조 및 유통과정에서 변질되지 않고 활성을 유지하기 위해서서 캡슐화하는 기술이 도입되었다. 특히 캡슐화는 의약, 농약, 화장품은 물론 바이오센서의 생체감지 물질(bioreceptor) 또는 신호변환 물질(signal transducer)을 안정한 상태로 보관한 후 원하는 시기에 반응을 위해 이들 용액을 외부로 방출시키거나 캡슐 내부로 반응 물질을 주입할 수 있도록 한다.

따라서, 제작이 간단하며, 캡슐에 담긴 용액을 신속하게 방출하거나 캡슐 내부로 반응 물질을 신속하게 주입하는 것이 캡슐화에 있어서 중요한 요구조건이 되고 있다.

캡슐에 담긴 용액을　신속하게　방출하거나　캡슐　내부로　반응　물질을　신속하게　주입하여　신속한　센싱이　가능한　이지 컷 고분자　필름 및 이를 이용한 고분자 필름 센서를　제공하고자　한다．

또한, 간단한　공정으로 사용이　용이한 이지 컷　캡슐을　포함하는 이지 컷고분자 필름을 제조할　수　있는　방법을　제공하고자　한다．

실시예들에 따른 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름 또는 고분자 필름 센서는 지지체, 상기 지지체내에 임베디드되고, 상기 지지체보다 탄성이 작아서, 상기 지지체에 인장력이 가해질 때 찢어지는 저탄성 임베디드막, 및 상기 임베디드막 위에 형성되고, 상기 임베디드막이 찢어질 때 상기 임베디드막으로 용액이 누수되는 임베디드 용액 캡슐을 포함한다.

이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름 센서의 제조 방법은 제1 탄성막 위에 상기 제1 탄성막보다 탄성이 작은 저탄성 임베디드막을 형성하는 단계, 상기 저탄성 임베디드막이 형성된 결과물 상에 모노머, 가교제 및 용매를 포함하는 중합 반응 전의 전구체막을 형성하는 단계, 상기 전구체막에 액체 방울을 투하하는 단계, 및 상기 전구체막을 중합 반응하여 상기 제2 탄성막으로 형성하여 상기 제1 탄성막 및 상기 제2 탄성막으로 이루어지고 지지체를 형성하여, 지지체 내부에 상기 저탄성 임베디드막과 액체 방울로 이루어진 임베디드 용액 캡슐이 형성되도록 하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 이지 컷 캡슐의　제조　방법은　물질의　탄성력 차이와 밀도　및　표면장력의　차이를　이용하여　매우　간단하게　캡슐을　제조할　수　있다．

본　개시에　따른　캡슐은 탄성력의 차이를 이용하여 쉽게 캡슐에 담긴 용액을 방출하거나 캡슐 내부로 반응 물질을 주입할 수 있다.

따라서, 본 개시에 따른 캡슐을 사용하여 고분자 필름 센서를 형성할 경우 고분자 필름 센서의 사용이 매우 간단하며 휴대 또한 간단한 장점이 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 이지 컷 고분자 필름의　제조　방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 내지 도 5는 고분자 필름의 응용을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6은 제조된 고분자 필름 및 이의 변형을 나타내는 사진들이다.
도 7은 임베디드 용액 캡슐을 방출하기 전과 후의 상태를 나타내는 사진들이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시한 바로 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 이지 컷 고분자 필름 캡슐의　제조　방법을 설명하기 위한 개략도이다.

먼저 (a) 단계에 따라 제1 탄성막(10) 위에 저탄성 임베디드막(20)을 형성한다.

먼저 제1 탄성막(10)을 준비한다. 제1 탄성막(10)은 탄성을 가지는 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리 아크릴레이트(polyacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리락테이트(polylactate) 또는 폴리에틸렌 글리콜-폴리스티렌(polyethylene glycol-polystyrene)과 같은 블록 공중합체의 폴리머일 수 있다.

제1 탄성막(10)의 두께는 이후 캡슐 내의 용액을 방출할 때 필름 밖으로 완전히 방출할지 아니면 캡슐만 터트릴지 여부에 따라 결정된다. 예를 들면 제1 탄성막(10)의 두께는 1 μm 내지 50 mm 일 수 있다.

이어서 제1 탄성막(10) 상에 제1 탄성막(10)보다 탄성이 작은 저탄성 임베디드막(20)을 형성한다.

저탄성 임베디드막(20)은 제1 탄성막(10)보다 탄성이 작은 폴리머라면 어떠한 폴리머라도 사용 가능하다. 예를 들어 제1 탄성막(10)이 폴리디메틸실록산으로 형성된 경우에는 저탄성막(20)은 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 으로 형성할 수 있다.

(b)단계에 따라 저탄성 임베디드막(20) 위에 제2 탄성막의 전구체막(30a)을 형성한다. 전구체막(30a)은 가교결합 전 단계의 막을 지칭한다. 전구체막(30a)은 제1 탄성막(10)과 동일한 고분자막의 중합반응(예., 가교결합) 전 단계의 액상 상태의 막일 수 있다. 즉 전구체막(30a)은 제1 탄성막(10)을 구성하는 고분자의 모노머, 가교제 및 용매를 포함하는 액체를 도포한 상태일 수 있다. 모노머와 가교제의 비율은 5:1~20:1 중량비로 혼합될 수 있다.

제1 탄성막(10)과 제2 탄성막의 전구체막(30a)을 동일한 물질로 형성하면 이후 캡슐이 완성된 후에 인장력으로 캡슐을 터트리고자 할 때, 제1 탄성막(10)과 제2탄성막(도 1 (d)의 30) 간의 결합력이 높아 저탄성 임베디드막(20)이 존재하는 부분에서만 찢김 현상이 발생하도록 할 수 있다.

예를 들어 제1 탄성막(10)이 경화된 PDMS막인 경우 전구체막(30)은 PDMS 모노머, 가교제, 및 용매를 혼합하여 도포한 액상(겔)의 막일 수 있다. 용매로는 헥산, 톨루엔, 에탄올, 메탄올, 물 또는 클로로포름을 포함할 수 있다. 이중에서 헥산을 사용할 경우 PDMS의 이동도(mobility)를 증가시킬 수 있으며, 짧은 시간 내에 제한된 부피의 용액을 제한된 면적에 균일한 두께로 만들 수 있다는 장점이 있다.

(c)단계에 따라 전구체막(30ａ) 위에 액체방울(40)을 투하하여 액체방울의 계면 위를 전구체막(30ａ)이 덮도록 한다.

액체방울(40)의 액체는 전구체막(30ａ)의 용매보다 높은 밀도 및 표면장력을 가지고 있는 것을 사용한다. 높은 밀도 및 표면장력을 가질 경우 액체방울(40)을 투하시켰을 때, 전구체막(30ａ) 내에 방울 형태로 용액으로 가라 앉도록 할 수 있다.

전구체막(30ａ)의 퍼짐 계수 값이 음인 경우 즉 액체방울(40)의 액체가 전구체막(30ａ)의 용매보다 높은 밀도 및 표면장력을 가지는 경우, 전구체막(30ａ) 내로 투하되는 액체방울(40)은 발수(dewetting)되는 형태로 방울을 이루게 되고, 용매와의 밀도 차에 의해 액체방울(40)이 용매의 표면으로부터 자연스럽게 밑으로 가라앉게 된다.

액체방울(40)의 액체는 폴리디아세틸렌(polydiacetylene, PDA), 물, 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 글리세롤(glycerol), 또는 이온성 액체(ionic liquids) 가 사용될 수 있다.

예를 들면, 상온 상압에서 PDMS의 밀도는 923 kg/m³이며 물의 밀도는 995kg/m³이다.

액체방울(40)은 진단용 물질, 치료용 물질, 또는 반응 시약을 함유할 수 있다.

진단용 물질은 생체감지 물질 또는 신호변환 물질일 수 있다. 예를 들면, 항체, 형광물질, 마이크로 또는 나노 입자, 분석용 시약, 효소, 또는 지시약일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

치료용 물질은 저분자 약물, 단백질, 펩타이드, RNA, DNA를 포함하는 헥산 또는 변형 헥산계열, PNA, 합성신약, 백신, 면역 조절제, 또는 난용성 약물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

액체방울(40)은 필요에 따라서는 기타 첨가제를 더 함유할 수 있다.

첨가제로는 액체 방울의 점도를 높이는 물질, 액체 방울 내의 액체의 증발을 지연시킬 수 있는 물질(예: 히알루론, 글리세롤) 또는 캡슐형태를 유지시킬 수 있는 물질(예: PMMA(polymethylmethacrylate), PAA(polyacryl amide), PEO(polyethyleneoxide)) 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 점증제, 완충제, 삼투농도조절제, 하이드로젤과 같은 보습제, 금속, 무기물, 유기물의 마이크로/나노입자 등을 첨가할 수 있다.

(d)단계에 따라 전구체막(30ａ)에 대해서 중합반응(가교결합)이　일어나도록　해서　액체방울(40)을　덮는　제2 탄성막(30)이 형성되도록　한다.

그　결과　제１　탄성막(10) 및 제2 탄성막(30)으로 이루어진 지지체(50)를 완성하고 그 결과 지지체(50) 내에 임베디드된 용액 캡슐(45)이 완성된다.

제2 탄성막(30)이 액체방울(40)의 계면 위로 자발적인 막을 형성해서 용액 캡슐(45)이 임베디드 되도록 하는 것은 가교결합과 같은 중합반응 또는 자기조립(selfassembly) 반응 등에 의해 제2 탄성막(30)의 부피 변화와 액체방울(40)간의 상호작용에 따른 것이다.

예를 들면, 전구체막(30a)의 두께는 0.45~2.42mm이며, 액체 방울(40)의 부피는 2~30㎕인 경우, 액체 방울(40)이 지지체막(50) 내로 임베디드될 수 있다.

전구체막(30a)으로 PDMS를 사용하는 경우 모노머와 가교제의 비율을 5:1~20:1로 사용할 수 있다. 가교제의 비율이 높은 경우 상대적으로 견고한 막을 형성할 수 있다. 반대로 가교제의 비율이 낮은 경우 상대적으로 인장도(막이 늘어남)가 큰 막을 형성할 수 있다.

지지체(50) 내에 임베디드되고 지지체(50)보다 저탄성인 임베디드막(20)과 임베디드막(20)과 접촉하고 지지체(50)에 임베디드 되어 형성된 용액 캡슐(45)로 이루어진 고분자 필름(100)은 스트레칭 등과 같이 인장력을 가하는 것만으로 용액 캡슐(45)의 물질을 외부로 방출할 수 있다. 이에 고분자 필름(100)은 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름으로 지칭할 수 있다.

이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 고분자 필름의 다양한 응용에 대해서 설명하도록 한다.

도 2는 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름의 응용을 설명하기 위한 개략도이다.

저탄성 임베디드막(20)을 포함하는 고분자 필름(200)에 인장력(tension)이 가해지면 탄성력의 차이로 인해서 저탄성 임베디드막(20)이 지지체(50)부터 층간 박리(delamination)(110)되고 저탄성 임베디드막(20)에 크랙(120)이 발생하여 찢어지는 현상이 발생한다(a).

그 결과 용액 캡슐(45)내에 담긴 용액(42)이 방출되어 저탄성 임베디드막(20)과 접촉할 수 있다(b).

이와 같은 구조의 경우에는 임베디드 캡슐(40)에 시료와의 1차 반응을 일으키는 물질을 포함하도록 한 후에 1차 반응 산물이 임베디드막(20)과 반응해서 강도나 활성이 증가할 수 있도록 하는 경우에 유용할 수 있다.

즉, 임베디드 캡슐(40)에는 생체감지 물질(bioreceptor)이 저탄성 임베디드막(20)에는 신호변환 물질(signal transducer)이 적용된 경우에는 바이오 센서로 적용할 수 있다. 예를 들면, 생체감지 물질이 들어있는 임베디드 캡슐(40)에 표적 시료를 주사 바늘 등으로 주입한 후에 인장력을 가해서 저탄성 임베디드막(20)이 찢어지도록 하고 임베디드 캡슐(40) 내의 용액이 저탄성 임베디드막(20)의 신호변환 물질과 반응하면 표적 물질의 존재 여부를 검출할 수 있다.

도 3은 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름의 다른 응용을 설명하기 위한 개략도이다.

도 2에서와 마찬가지로 저탄성 임베디드막(20)을 포함하는 고분자 필름(300)에 인장력(tension)이 가해지면 탄성력의 차이로 인해서 저탄성 임베디드막(20)이 지지체(50)부터 층간 박리(delamination)(110)되고 저탄성 임베디드막(20)에 크랙(120)이 발생하여 찢어지는 현상이 발생한다. 이 때 저탄성 임베디드막(20) 하부의 지지체(50)의 두께가 얇은 경우에는 하부 지지체막(50)까지 크랙(120)이 연장되어 하부 지지체막(50)도 함께 찢어지게된다(a).

그 결과 용액 캡슐(45)내에 담긴 용액(42)이 외부로 방출될 수 있다(b).

도 4은 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름의 또 다른 응용을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 고분자 필름(400)이 서로 다른 용액을 담는 제1 용액 캡슐(45a)과 제2 용액 캡슐(45b)을 포함하는 경우를 예시한다.

제1 용액 캡슐(45a)과 제2 용액 캡슐(45b)은 저탄성 임베디드막(20)과 접촉하며 형성되어 있다(a).

먼저 제1 용액 캡슐(45a)에 인장력(A)을 가하여 제1 용액 캡슐(45a) 하부의 저탄성 임베디드막(20)이 찢어지도록 한다(b).

이어서 제2 용액 캡슐(45b)에 인장력(B)을 가하여 제2 용액 캡슐(45b) 하부의 저탄성 임베디드막(20)이 찢어지도록 한다(c).

그 결과 제1 용액 캡슐(45a)의 제1 용액과 제2 용액 캡슐(45b)의 제2 용액이 저탄성 임베디드막(20)에서 서로 섞이게 할 수 있다.

이와 같은 고분자 필름(400)은 필요한 시기에 서로 다른 용액(45a, 45b)을 반응시킬 수 있다.

예를 들면, 제1 용액 캡슐(45a)는 주형 DNA, 압타머가 들어있고 여기에 시료를 포함한 용액을 주입할 수 있다. 제2 용액 캡슐(45b)에는 DNA 증폭을 위한 효소와 비색 신호 발생을 위한 금나노입자를 포함할 수 있다.

이 경우 압타머에 특이적인 표적 시료가 주입되면 저탄성 임베디드막(20) 주변에서 이들 물질들이 반응하여 비색 반응을 나타낼 수 있다.

도 5은 이지 컷 캡슐을 포함하는 고분자 필름의 또 다른 응용을 설명하기 위한 개략도이다.

도 5는 고분자 필름(500)이 서로 다른 용액을 담는 제1 용액 캡슐(45a)과 제2 용액 캡슐(45b)을 포함하되 도 4와 달리 제2 용액 캡슐(45b)은 음압 캡슐 형태로 형성된 경우를 예시한다.

음압 캡슐은 제2 용액 캡슐(45b)의 수분을 증발시키는 방식으로 형성할 수 있다. 예를 들면 제2 용액 캡슐(45b)만 외부 대기와 접촉하도록 실온에서 보관하면, 고분자 필름(500), 예컨대 PDMS 막에 대한 수증기의 투과성은 높은 반면, 공기 분자들(질소, 산소, 이산화탄소)의 투과성은 낮기 때문에 수분이 증발하여 음압 캡슐이 형성될 수 있다.

이어서 음압 캡슐 형태의 제2 용액 캡슐(45b)에 인장력(B)을 가하여 제2 용액 캡슐(45b) 하부의 저탄성 임베디드막(20)이 찢어지도록 한다(c).

그 결과 제1 용액 캡슐(45a)에서 방출된 용액이 제2 용액 캡슐(45b) 쪽으로이동하고 이 때 음압이 걸린 제2 용액 캡슐(45b)의 음압이 해제되어 제2 용액 캡슐(45b)에서 제1 용액과 제2 용액이 서로 썩이게 된다.

이와 같은 고분자 필름(500)은 필요한 시기에 서로 다른 용액(45a, 45b)을 반응시킬 수 있으며, 제2 용액 캡슐(45b)이 반응기로 작용할 수 있다.

도 4에서 설명한 경우와 마찬가지로, 제1 용액 캡슐(45a)에는 주형 DNA, 압타머가 들어있고 여기에 시료를 포함한 용액을 주입할 수 있다. 제2 용액 캡슐(45b)에는 DNA 증폭을 위한 효소와 비색 신호 발생을 위한 금나노입자를 포함할 수 있다.

이 경우 압타머에 특이적인 표적 시료가 주입되면 저탄성 임베디드막(20) 주변과 반응기로 작용하는 제2 용액 캡슐(45b)에서 이들 물질들이 반응하여 비색 반응을 나타낼 수 있다.

또는 도 5에 예시되어 있는 바와 같이, 제1 용액 캡슐(45a)에는 시료를 주입하고, 저탄성 임베디드막(20)에는 주형 DNA, 압타머를 포함한 고분자가 포함되고, 제2 용액 캡슐(45b)에는 DNA 증폭을 위한 효소와 비색 신호 발생을 위한 금나노입자를 포함하는 경우 주된 비색 반응이 음압이 해제되어 반응기로 작용하는 제2 용액 캡슐(45b)과 그 하부의 저탄성 임베디드막(20) 주변에서 비색 반응을 나타낼 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 실시예들에 따른 고분자 필름 캡슐은 먼저 반응에 필요한 다양한 조성의 물질들을 안정한 상태로 보존할 수 있는 보존 장치로 사용할 수 있다.

또한, 안정한 상태로 보관 후 캡슐 내의 물질을 방출시키고자 할 때는 스트레칭 등과 같이 인장력을 가해주기만 하면 캡슐 내의 물질을 외부로 방출할 수 있다.

따라서 필요시 시료 및 검체에 캡슐 내의 물질을 노출시키겨 반응을 유도하는 분석시스템, 반응기, 바이오 센서, 약물전달시스템 등 다양한 용도로 적용될 수 있다.

예를 들면, 고분자 필름은 반응기로 사용될 수 있으며, 특히 간단하게 어레이형의 마이크로 반응기를 제작할 수 있으며, 본 반응기는 반응에 필요한 다양한 조성의 물질들을 안전한 형태로 보존할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 고분자 막 캡슐은 바이오 센서로 사용될 수 있으며, 의료용 센서, 환경오염물질 검출, 신약 후보 물질 분석, 식중독균의 검출 등 다양한 응용 가능성을 가지고 있다.

본 발명에 의한 고분자 막 캡슐은 환자와 소비자의 수요에 맞춰 필요한 양을, 필요한 시기에, 필요한 위치에 투여할 수 있는 맞춤형 약물전달시스템으로도 구현될 수 있다.

이하의 실험예들과 도면들은 본 발명의 실시예들의 개념적인 측면과 방법들을 보다 더 잘 이해하고 작용 및 효과를 상술하기 위해서 제공된다. 다만, 이러한 실험예들은 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

고분자 필름의 제조

PDMS 모노머와 가교제를 모두 포함하는 PDMS Sylard 184를 다우코닝으로부터 구입하였다. PDMS 모노머와 가교제를 5:1(w/w)의 중량비로 혼합한 용액(20mL)을 진공 데시케이터에서 30분간 가스를 제거(degass)한 후, 9.5cm의 페트리 접시에 부어 70 ℃ 오븐에서 6시간 동안 공중합하였다.

이어서, 경화된 PDMS 막 위에 20% PVA 용액을 일정 영역에만 도포한 후에 건조시켜서 PVA 저탄성 막을 형성하였다.

이후 PVA 막위에 다시 PDMS 모노머와 가교제를 포함하는 5:1(w/w)의 중량비로 혼합한 용액(20mL)을 부은 후 골르게 퍼지도록 한 후 경화시켜서 저탄성 임베디드 막을 포함하는 고분자 필름을 완성하였다.

도 6에 제조된 고분자 필름의 사진(a)과, 구부렸을 경우의 저탄성 임베디드막의 변형을 나타내는 사진(b)과 스트레칭을 했을 때 저탄성 임베디드막이 찢어짐을 나타내는 사진(c)이 개시되어 있다. 이로부터 인장력에 의해 저탄성 임베디드막이 매우 쉽게 이지 컷 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

캡슐을 포함하는 고분자 필름의 제조

앞의 실험예와 동일하게 경화된 PDMS 막 위에 PVA로 이루어진 저탄성 막을 형성하고, 그 위에 경화전의 PDMS 막을 형성하는 단계까지는 동일하게 수행하였다.

이 후 형광 물질(Fluorescein sodium salt)을 포함하는 용액을 경화되지 않은 PDMS 막 표면에 일정 부피로 투하하여 용액 캡슐을 형성하였다. 이 후 75℃ 오븐에서 25분간 열처리를 진행하여 PDMS 막 내에 용액 캡슐이 완전히 임베디드 되도록 하였다.

도 7에 제조된 저탄성 임베디드막과 임베디드 용액 캡슐을 포함하는 고분자 필름의 사진(a), 이를 물에 넣더라도 용액 캡슐이 그대로 보존됨을 보여주는 사진(b), 스트레칭 후의 저탄성 임베디드막이 찢어지고 용액이 방출된다는 것을 보여주는 사진(c), 용액이 방출되었음을 확인시켜 주는 사진(d)이 개시되어 있다. 이로부터 캡슐에 용액을 안정한 상태로 보존할 수 있는 보존할 수 있을 뿐만 아니라 필요한 순간에 용액을 손쉽게 방출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 제1 탄성막 20: 저탄성 임베디드막
30a: 전구체막 40: 용액방울
45, 45a, 45b: 용액 캡슐
50: 지지체

Claims

지지체;
상기 지지체내에 임베디드되고, 상기 지지체보다 탄성이 작아서, 상기 지지체에 인장력이 가해질 때 찢어지는 저탄성 임베디드막; 및
상기 임베디드막 위에 형성되고, 상기 임베디드막이 찢어질 때 상기 임베디드막으로 용액이 누수되는 임베디드 용액 캡슐을 포함하는 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 지지체는 PDMS로 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리 아크릴레이트(polyacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리락테이트(polylactate) 또는 폴리에틸렌 글리콜-폴리스티렌(polyethylene glycol-polystyrene)인 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 저탄성 임베디드막은 폴리비닐알코올, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)인 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 임베디드 용액 캡슐은 진단용 물질, 치료용 물질 또는 반응시약을 포함하는 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 임베디드 용액 캡슐은 액체 방울의 점도를 높이는 물질, 액체 방울 내의 액체의 증발을 지연시킬 수 있는 물질 또는 캡슐형태를 유지시킬 수 있는 물질을 더 포함하는 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 저탄성 임베디드막 하부의 상기 지지체의 두께는 1 μm 내지 50 mm 인 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 저탄성 임베디드막 상에는 복수개의 임베디드 용액 캡슐을 포함하는 이지 컷 고분자 필름.
제1 항에 있어서,
상기 저탄성 임베디드막 상에는 복수개의 임베디드 용액 캡슐을 포함하고, 적어도 하나는 음압 캡슐인 이지 컷 고분자 필름.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한에 따른 고분자 필름은 고분자 필름 센서인 이지 컷 고분자 필름.
제1 탄성막 위에 상기 제1 탄성막보다 탄성이 작은 저탄성 임베디드막을 형성하는 단계;
상기 저탄성 임베디드막이 형성된 결과물 상에 모노머, 가교제 및 용매를 포함하는 중합 반응 전의 전구체막을 형성하는 단계;
상기 전구체막에 액체 방울을 투하하는 단계; 및
상기 전구체막을 중합 반응하여 상기 제2 탄성막으로 형성하여 상기 제1 탄성막 및 상기 제2 탄성막으로 이루어지고 지지체를 형성하여, 지지체 내부에 상기 저탄성 임베디드막과 액체 방울로 이루어진 임베디드 용액 캡슐이 형성되도록 하는 단계를 포함하는 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 지지체는 PDMS로 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리 아크릴레이트(polyacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리락테이트(polylactate) 또는 폴리에틸렌 글리콜-폴리스티렌(polyethylene glycol-polystyrene)이고,
상기 저탄성 임베디드막은 폴리비닐알코올, 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)로 이루어진 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 용매는 헥산, 톨루엔, 에탄올, 메탄올, 물 또는 클로로포름인 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 임베디드 용액 캡슐은 진단용 물질, 치료용 물질 또는 반응시약을 포함하는 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 임베디드 용액 캡슐은 액체 방울의 점도를 높이는 물질, 액체 방울 내의 액체의 증발을 지연시킬 수 있는 물질 또는 캡슐형태를 유지시킬 수 있는 물질을 더 포함하는 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 탄성막의 두께는 1 μm 내지 50 mm인 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 액체 방울을 투하하는 단계시 복수개의 액체 방울을 투하하는 것을 포함하는 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.
제10 항에 있어서,
상기 임베디드 용액 캡슐이 형성되도록 하는 단계 후에
상기 임베디드 용액 캡슐 중 적어도 하나의 캡슐에서 수분을 증발시켜 음압캡슐을 형성하는 단계를 더 포함하는 이지 컷 고분자 필름의 제조 방법.