• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2017

본 논문에서는 나노셀룰로오스의 일종으로 최근 가장 주목을 받고 있는 소재인 마이크로피브릴화 셀룰로오스에 대하여 살펴보았다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 셀룰로오스에서 유래한 섬유로 풍부하고, 재생가능하며, 지속 가능한 천연 소재의 일종이다. 주로 물리적 전처리에 의해 생성되며, 나노미터에서 마이크로미터에 이르는 다양한 소섬유들의 결합으로 이루어져 있다. 이로 인해 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 높은 표면적과, 높은 aspect ratio, 그리고 특이적인 용해성을 가지게 되고, 이는 전통적인 목재 산업 뿐만 아니라, 최신식의 식품/바이오/화학/의료 산업에 이르는 다양한 영역에의 적용 가능성을 보여주는 주요한 원인이 된다. 한편 이러한 응용력에도 불구하고, 아직 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 제조 시 필요한 높은 에너지량과 반응성 조절의 어려움 때문에 상업적으로 많은 주목을 받지 못하고 있다. 따라서, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 기질에 대한 특성을 이해 및 구체화하고, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 피브릴화도를 선택하며, 표면의 개량을 선택적으로 조절할 수 있는 시스템을 개발하는 연구가 필요할 것이다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스가 향후 우리나라의 산업 전반에 걸쳐 활용될 수 있기를 기대해 본다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.150-154
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• 2024

본 연구는 대두 부산물인 대두피로부터 나노 섬유화 셀룰로오스를 추출하고, 다른 나노 섬유화 기법으로 제작된 대두피 나노 섬유화 셀룰로오스와 비교 평가를 수행하였다. 건조 대두피를 분쇄하여 마이크로미터 크기의 분말을 제조한 후, NaOH와 HCl을 이용하여 대두피로부터 마이크로 셀룰로오스를 분리하였다. 초음파 분산 및 볼밀링을 통하여 나노미터 크기의 셀룰로오스를 추출하는데 성공하였다. 대두피 나노 섬유화 셀룰로오스는 직경 60-100 nm, 길이 0.3-1.0 ㎛의 크기를 가져 다른 나노 섬유화 기법으로 대두 나노 셀룰로오스와 직경은 유사한 수준이나 길이는 1/5 수준임을 확인하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.759-760
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• 2000

5-fluorouracil loaded chitosan-cellulose microspheres was prepared by W/O/W multiple emulsions solvent evaporation technique which is appropriate to oral drug delivery. The influences of process parameters on the physical characteristics of microspheres and on in vitro drug release were investigated.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.81-81
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• 2011

식물성 원료인 콩, 쌀이나 밀기울의 풀, 송진 등과 알긴산이 포함되어 있는 해조류는 예로부터 접착제로 사용되어 왔으며, 최근 친환경 소재 개발의 영향으로 천연바인더에 대한 기술개발이 큰 관심이 되고있다. 국내에서는 재지분야에서 천연바인더 기술개발이 이루어진 바 있으며, 잉크 고착제로써 개발이 시도된 적이 있으나 천연 바인더가 섬유의 염색가공에서 사용된 예는 거의 찾아보기 어렵다. 최근, 염색공정 중 날염시 염료와 섬유를 고착시키기 위해 로진을 천연바인더로 사용된 예가 있으나, 원료 추출의 어려움과 날염 후 접착력 및 끈적임 등의 문제로 인해 상용화에 필요한 기술개발이 문제로 남아 있다. 독일의 한 연구에 의하면 천연바인더로 녹말, 설탕, 셀룰루오스, 식물성 기름, 식물성 단백질 등이 합성 바인더와 비교 실험된 예가 있으며, 이런 천연바인더가 파이버보드(섬유판)에 사용되기도 하였다. 또한 미국의 바이오물질, 바이오시스템 공학과에서 옥수수대와 switchgrass를 이용하여 천연바인더를 개발하였으며, bridge 타입의 메카니즘을 연구한 바 있다. 천연바인더는 여전히 값비싸고, 바인더로서 섬유에 적용하기에는 딱딱한 단점이 있으며, 수분에 대한 저항력이 떨어져 추출에서부터 적용까지 전반에 걸쳐 기술개발이 필요한 분야이다. 본 연구에서는 셀룰로오스 섬유의 염색가공 공정에서 기능성 마이크로 캡슐을 부착할 수 있는 천연바인더를 개발하기 위하여 갈조류에서 알긴산을 추출하였으며, 알긴산이 셀룰로오스 섬유에 바인더로서 어떤 특징을 나타내는지에 대하여 연구하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.197-205
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• 2011

본 연구에서는 마이크로 입자의 셀룰로오스를 1,400 bar의 압력에서 고압 호모지나이저(high-pressure homogenizer)를 이용하여 직경이 약 50~100 nm의 셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유 현탁액을 감압 여과하여 고강도 나노종이를 제조하였다. 용매 및 필름캐스팅법을 이용하여 나노섬유를 hydroxypropyl cellulose (HPC)와 polyvinyl alcohol (PVA) 수지에 보강 및 분산시켜 복합필름을 제조하였다. 고압 호모지나이저 통과 횟수를 2, 4, 6, 8까지 점점 증가시켰을 때, 나노종이의 인장강도가 매우 높았으며 통과횟수가 증가할수록 직선적으로 크게 향상되었다. 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl-triethoxysilane (PFDTES)로 나노종이를 화학 적 개질한 결과, 나노종이의 기계적 강도와 내수성이 크게 향상되었다. 셀룰로오스 나노섬유를 HPC와 PVA 수지에 중량대비 1, 3 및 5%로 보강시켰을 때, HPC와 PVA 복합필름의 기계적 강도가 크게 향상되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.376-384
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• 2014

본 연구는 가소화 전분필름의 열적 및 강도적 성질에 미치는 두 종류의 나노셀룰로오스, 즉 마이크로피브릴 셀룰로오스(MFC)와 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC) 및 아민화전분의 첨가영향을 조사하였다. 글리세롤(23 wt%)을 전분의 가소제로 사용하였으며, 나노셀룰로오스를 각각 1, 5, 10, 30 중량부(phr)를 첨가하여 나노필름을 제조하였다. 나노셀룰로오스의 첨가량이 증가함에 따라 인장강도 및 탄성율은 비례적으로 증가하였으나 신장율은 저하하였다. 또한, MFC 강화필름의 강도적 성질이 CNC 강화필름보다 큰 값을 나타냈다. 제지용 사이즈제로 사용하는 아민화전분의 소량 첨가는 강도적 성질의 향상에 양호한 영향을 미쳤다. MFC 강화 전분나노필름의 TGA에 의한 열적 안정성은 MFC (30 phr)의 첨가에 의하여 향상되었으며, 아민화전분 첨가 나노필름의 경우에도 MFC를 첨가함으로써 향상되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.483-490
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• 2014

마이크로피브릴 셀룰로오스(MFC) 강화 polybutylene succinate (PBS) 나노복합재료의 성질에 미치는 MFC 첨가량 및 커플링제로서 polymeric methylene diphenyl diisocyanate (pMDI)의 첨가 영향을 조사하였다. 나노복합재료의 인장강도 및 탄성율은 MFC의 첨가량이 증가함에 따라 향상되었다. 또한 pMDI 첨가에 의하여 인장강도 및 탄성율은 증가하였으며, MFC첨가량이 증가하면서 그 경향이 더욱 뚜렷하였다. PBS/MFC (70/30) 복합재료에서는 인장강도가 pMDI(1 중량부)의 첨가에 의하여 약 1.5배 이상 향상되었다. 이러한 향상은 pMDI 첨가에 의한 MFC의 분산성 및 메트릭스 고분자와의 계면접착성 향상에 기인하며, 전자현미경을 이용한 파단면 관찰로 확인하였다. 또한, pMDI 첨가에 의하여 나노복합재료의 열적 안정성도 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.196.1-196.1
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• 2015

전 세계적으로 환경에 대한 인식이 증대됨에 따라 친환경적인 소재의 개발 연구가 필요한 상황이고, 대표적으로 셀룰로오스를 이용한 종이기판을 활용하는 방안이 새로운 연구화두로 떠오르고 있다. 종이를 기본으로 한 전기전자 회로구성의 가능성을 보기위해 종이 위해 전자회로 구성요소를 형성시켜야 할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구팀은 상용 복사 용지위에 마이크로 단위의 패터닝을 구현하는 연구를 진행하였다. 마이크로 패터닝 구현 방법은 다음과 3가지로 요약할 수 있다;1. 리소그래피 공정, 2. 메탈마크스를 사용한 물질 증착, 3. 잉크젯 프린팅. 리소그래피 공정을 위해서 발수처리를 한 종이 위에 실리콘기반 공정과 마찬가지로 레지스트를 코팅하고 노광과 디벨롭, 증착과 리프트오프 과정을 거쳤다. 공정 결과 패터닝이 어느 정도 잘 되는 것을 확인할 수 있었다. 두번째로 상용 메탈마스크를 제작하여 종이 위에 그대로 증착하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 액상공정을 요구하지 않기 때문에 발수처리가 필요하지 않고 종이의 기본성질을 그대로 유지 할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로 잉크젯 프린팅 공정은 복사용지를 인쇄할 때 사용하는 간단한 상용프린터를 이용하였다. 이 방법은 앞의 두 공정보다는 다소 패턴 사이즈가 크다는 단점이 있지만 원하는 모양을 자유롭게 패터닝 할 수 있고 그만큼 대량 생산에 용이하다는 장점이 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.69-72
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• 2007

Cellulose is a beneficial material that has low cost, lightweight, high compatibility and biodegradability. Recently electroactive paper (EAPap) on cellulose base was discovered as a smart material and actuator through ion migration and piezoelectric effect. Furthermore cellulose has a potentiality to apply the display material, because of its high reflectivity, flexibility and high transmittance. The various shapes and height patterns of the Cellulose acetate (CA) solution, such as circle and honeycomb patterns, were fabricated and observed by field emission scanning electron microscope (FESEM, S4300 Hitachi). The resulting pattern showed uniform size in the large area without defect. After stretching the CA film with saponification process in the sodium methoxide in methanol solution, Most of the compositions become one directional ordered nanofibers below 50nm.

• 폴리머
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• 제38권1호
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• pp.74-79
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• 2014

두 가지 서로 다른 실란 화합물인 3-aminopropyltriethoxysilane(APS)과 3-mercaptopropyltriethoxysilane(MRPS) 그리고 lauroyl chloride를 이용하여 마이크로피브릴화 셀룰로오스(MFC) 표면을 화학적으로 개질하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC의 구조 및 특성은 FTIR, EDX, TGA, 접촉각 등을 측정하여 분석하였다. 이렇게 유기 관능기로 치환된 MFC와 폴리아마이드(PA) 섬유를 사용하여 복합 페이퍼를 제조하였다. MFC의 표면 개질은 MFC 사이의 응집을 막아줄 뿐만 아니라 PA 섬유와의 접착성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 단섬유인 PA 섬유를 연결시켜주는 바인더 역할을 하는 MFC 없이는 페이퍼를 제조할 수가 없었다. 즉, 표면 개질된 MFC는 PA 섬유 내에서 분산되어 PA 섬유들을 연결시켜 복합페이퍼의 제조를 가능하게 하였다. 두 가지 실란 화합물로 개질된 MFC를 이용한 복합페이퍼의 인장강도와 인장탄성률의 기계적 물성은 lauroyl 그룹으로 치환된 MFC를 이용한 복합페이퍼에 비하여 우수하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC와 PA 섬유로 제조된 복합페이퍼의 모폴로지와 기계적 물성은 SEM과 UTM을 통하여 분석하였다.