• 제목/요약/키워드: stimuli-responsive polymers

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Synthetic bio-actuators and their applications in biomedicine

  • Neiman, Veronica J.;Varghese, Shyni
    • Smart Structures and Systems
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    • 제7권3호
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    • pp.185-198
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    • 2011
  • The promise of biomimetic smart structures that can function as sensors and actuators in biomedicine is enormous. Technological development in the field of stimuli-responsive shape memory polymers have opened up a new avenue of applications for polymer-based synthetic actuators. Such synthetic actuators mimic various attributes of living organisms including responsiveness to stimuli, shape memory, selectivity, motility, and organization. This article briefly reviews various stimuli-responsive shape memory polymers and their application as bioactuators. Although the technological advancements have prototyped the potential applications of these smart materials, their widespread commercialization depends on many factors such as sensitivity, versatility, moldability, robustness, and cost.

항암제의 치료 효율성을 높이기 위한 다양한 자극 응답성 물질이 개질된 키토산 마이셀의 응용성 고찰 (Application of Stimuli-responsive Chitosan Micelles for Improved Therapeutic Efficiency of Anticancer Agents)

  • 정경원;박준규;나재운
    • 공업화학
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    • 제29권2호
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    • pp.147-154
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    • 2018
  • 현재 항암제의 낮은 치료 효율과 부작용을 해결하기 위해 고분자 기반의 약물전달체의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 고분자기반의 약물 전달체는 우수한 결과를 보이는 등 상당한 진전이 있었음에도 불구하고, 대부분 혈중에서 안정성이 감소하여 표적 부위에 도달하기 전에 약물이 방출될 뿐만 아니라 오랜 시간 동안에 약물을 방출함으로써 부작용 및 낮은 치료 효율을 초래한다는 문제점을 가지고 있다. 본 총론에서는 이러한 비효율적인 약물 방출의 문제점을 개선하기 위한 방법으로 독성이 없고 생체 적합한 천연 고분자 키토산에 자극 응답성 물질을 도입하여 혈중에서 안정성을 높이고 표적 부위에서 약물을 과다 방출하여 치료 효율을 극대화할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

고분자 물질의 화장품 응용 (Application of Polymers in Cosmetics)

  • 조완구
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.411-422
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    • 2013
  • Polymers in cosmetics are used to deliver desired attributes to skin and hair. Precisely constructed block and graft copolymers widen the range of available mechanical properties and compatibilities. Stimuli responsive hydrophobic polymers can be triggered to become hydrophilic by changes in their environment and this can confer waterproof properties at low temperature and easy water removal at higher temperatures. Transfer-resistant cosmetics can be possible due to silicone resins. The control of rheology properties in cosmetics gradually continue to be easy with copolymers. Durability of colors and fragrances for rinse-off products can be enhanced by delivery systems from complex coacervates. Polymeric anti-microbials promise product preservation while minimizing the concern of skin permeation. This article reviews recent trends in the use of polymers in cosmetics.

General picture of co-nonsolvency for linear and ring polymers

  • Park, Gyehyun;Lee, Eunsang;Jung, YounJoon
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.147-154
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    • 2016
  • Co-nonsolvency is a puzzling phenomenon that a polymer swells in a good solvent individually, but it collapses in a mixture of good solvents. This structural transition with changing solvent environment has been drawing attention due to practical application for stimuli-responsive polymer. The aim of this work is to describe the physical origin of the co-nonsolvency. In this work, we present Monte Carlo simulations for polymer solutions by using simple and general model. We simulate linear and ring polymers to compare their co-nonsolvency behaviors. Calculating Flory exponents and bridging fractions gives a good description for polymer structures. While the polymer structure shows non-monotonous behavior with increasing the cosolvent fraction, the chemical potential decreases monotonously. This indicates that coil-to-globule transition of polymers is purely controlled by free energy and can be regarded as a thermodynamics transition. We also present that ring polymers have higher looping probability than linear polymers, thus the bridging fraction remains higher at high cosolvent fraction. Our study provides a new perspective to understand polymer structure when the polymer "dissolves well" in any solvent.

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히알루론산의 온도감응성 그래프트 공중합체 (Thermoresponsive Graft Copolymers of Hyaluronic Acid)

  • 최소영;이종휘
    • 폴리머
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    • 제35권3호
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    • pp.223-227
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    • 2011
  • 자극감응성 고분자는 다양한 응용에 중요한 역할을 하는 재료로 널리 연구되어오고 있다. 온도감응성을 가지는 히알루론산 공중합체를 카르복실기 고분자와 생체친화성 히알루론산의 아미드 결합을 통하여 연결시켜 합성하였다. 온도감응성 특징은 두 공중합체 모두에 구현되었으며, 탁도 측정과 rheolgical 결과는 일치하였다. 두 공중합체 중 elastin-like peptide(ELP)를 그래프트 사슬에 둔 공중합체의 경우가 N-ispropylacryamide(PNIPAAm) 경우에 비해 보다 완만한 LCST 변화과정을 보여주었다. PNIPAAm과 ELP의 그래프트 부분 함량이 증가함에 따라 점도가 증가하였고, 비슷한 그래프트 함량에서는 PNIPAAm 공중합체의 점도 증가가 컸다. 이러한 결과를 통해 생체친화성의 히알루론산에 그래프트 사슬을 붙임으로써 온도감응성을 부여할 수 있고, 그 특성을 설계할 수 있음을 알 수 있었다.

Controlled synthesis of reactive polymeric architectures for stimuli-responsive materials

  • Theato, Patrick;Nilles, Katja;Metz, Nadine
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.329-329
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    • 2006
  • Various new active ester monomers based on (meth)acrylates and 4-vinylbenzoic acid have been prepared. Investigation of the controlled radical polymerization behavior of the respective monomers resulted in excellent polymerization control, thus, opening synthetic routes to reactive block copolymers. Polymer analogous reactions with amines yielded functional polymers. In the case of the copolymer poly(N-isopropylacrylamide-co-acetone oxime acrylate) a lower critical solution temperature could be measured at $52^{\circ}C$. Thus, the reactive copolymer features two characters: reactive AND stimuliresponsive behavior.

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Stimuli-Responsive Micelles of Amphiphilic and Bis-hydrophilic Block and Graft Copolymers

  • Muller Axel H. E.
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.101-101
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    • 2006
  • We have studied the micellisation of poly(n-butyl acrylate)-block-poly(acrylic acid) and poly(n-butyl acrylate)-graft-poly(acrylic acid) in aqueous solution. The size and structure of the formed micelles was elucidated by scattering and imaging techniques. The micelle structure depends on pH, composition, and topology: graft copolymers form much smaller micelles that block copolymers of similar composition. We have also synthesized block copolymers of acrylic acid and N-isopropylacrylamide (NIPAAm) or N,N-diethylacrylamide (DEAAm). Due to the LCST of polyNIPAAm and polyDEAAm, these block copolymers spontaneously form micelles upon heating and they form inverse micelles upon decreasing pH below 4. If the LCST block is much longer than the PAA one, this presents a very convenient way to prepare crew-cut micelles. The polymers have been successfully used as stabilizers in emulsion polymerization. They also have been conjugated to streptavidin. The conjugates reversibly form mesoscopic particles on heating.

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꿈의 스마트 재료로서 자기치유 탄성체 (Self-healing Elastomers As Dream Smart Materials)

  • 김일;신남호;조정규;허아영;이해청;하창식
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권3호
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    • pp.196-208
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    • 2009
  • 감응 성질을 탑재한 복잡한 고분자 재료가 시장에 등장하기 시작하고 있다. 가역적이며 비공유성인 상호작용을 사용하여 이와 같은 감응형 재료를 설계하는 예가 많아지고 있다. 최근에 개발된 수소결합 단위가 이와 같은 설계 기법을 극으로 치닫게 하고 있다. 단량체를 이어주는 힘이 수소결합뿐인 초분자 고분자는 온도나 용매의 변화에 기계적 성질이 감응되는 재료를 형성한다. 본 보문에서는 수소결합으로 이루어진 초분자 고분자가 자기치유 재료로 사용되는 예를 소개한다. 재생 가능한 고무성 재료를 합성하는 일은 그리 매력적이라 할 수 없다. 그러나 상온에서 접착제를 사용하지 않고도 손상을 반복해서 치유할 수 있는 고무 재료는 우리의 상상의 나래를 펼치게 하는 재료이다. 외부의 간섭 없이 환경적 자극에 비선형적으로 감응하여 파손된 부분을 치유시키는 재료인 자기치유 재료는 여러 가지 첨단공학 계에서 엄청난 가능성을 가진 재료라 할 수 있다.