Polymer Nanohybrids with Graphene Oxide for Various Applications

Lee Daewoo 부산대학교 2012 국내석사

그레핀은 sp2 혼성화된 탄소 원자로 이루어진 2차원적 판상구조의 물질이다. 2005년, 영국 맨체스터 대학의 안드레 가임 교수와 노보셀 교수가 3M사의 스카치 테잎을 이용해 연필심으로부터 박리시켜 처음으로 미세현미경을 통해 그레핀의 존재를 확인한 이후, 2010년 노벨 물리학상을 수상하게 되면서 그레핀은 플러렌, 탄소나노튜브와 함께 대표적인 탄소소재의 일종으로 학계뿐만 아니라 대중적으로도 큰 관심을 받는 소재가 되었다. 특히 그레핀은 우수한 전기적, 기계적, 열적 특성 및 기체투과 차폐효과로 인해 과학적 관점에서 많은 잠재력을 보유하고 있다. 현재 전 세계적으로, 그레핀의 넓은 표면적과 낮은 전기저항특성을 이용하여 2차전지의 음극재로서의 개발과 투명디스플레이의 전극 및 기판소재로서의 연구가 활발히 진행되고 있다. 고분자 매트릭스 내부에 나노섬유와 같은 나노 수준의 크기를 가지는 입자를 균일한 상으로 분산시키거나 박리시켜 물성을 향상시킨 고분자 나노 복합재료는 1960년대 이후로 소재의 새로운 패러다임을 제시해왔다. 고분자 용액에서 그레핀 시트가 균일한 농도범위로 분산될 경우 많은 선행연구에 의해서 고분자의 열적, 기계적, 전기적 성질 및 다양한 물성이 향상되는 것이 증명되었다. 평균적으로 2% 미만의 그레핀이 고분자 분자사슬 내에 충진되면서 나타나는 다양한 물성들을 활용하여 새로운 플라스틱 소재, 우주 항공 분야, 초정밀 미세구조 제어, 센서 및 반도체 분야 등 산업 전반적으로 널리 응용하려는 시도가 점차 확대되고 있다. 본 연구에서는 그레핀의 산화체인 그레핀 옥사이드를 기반으로, 높은 내열성과 낮은 기체투과성을 가지는 폴리노보렌과 그레핀을 공유결합 연결 구조를 가지는 형태로 나노복합재료를 구현하였다. 험머스 방법을 통해 흑연으로부터 그레핀 옥사이드를 합성하고 노보렌 고분자의 무수기와 연결될 수 있는 아민기로 그레핀 표면을 유기 화학적으로 개질하게 되면, 이를 이용하여 노보렌 고분자 용액에 균일한 상으로 분산된 노보렌 고분자-그레핀의 복합 소재가 얻어진다. 고분자와 그래핀 판상의 유기적 공유 연결로 인해, 기계적 강도(Young’s modulus)가 약 5wt% 첨가 시에 기존의 폴리노보렌에 비하여 약 49% 증가한 값을 가지면서 뛰어난 물성을 보이는 것을 알 수 있었고, 특히 산소의 투과도는 20.7%가 감소되는 것을 확인하였다. 이렇게 향상된 성질을 가지는 폴리노보렌은 유연성 디스플레이 장치의 기판소재와 낮은 기체 투과도를 통해 패키징 및 코팅 소재로 응용이 가능할 것으로 여겨진다. 한편 최근에는 그레핀과 생체고분자를 이용해 바이오 소재로서의 응용에 대한 시도도 많이 이루어지고 있다. 대표적인 예로 키토산과 같은 생체 고분자는 반복단위에 아민기를 가지기 때문에 이 부분을 개질하여 많은 응용성을 가지는 분야로 연구가 가능하다. 특히 키토산은 생체에 무해하며 생분해성 특성을 가지고 있다. 생분해성 고분자의 분해는 미생물이나 조류 또는 빛에 의해 생체나 대기 중에서 자연적으로 일어난다. 미세유기체의 친핵성 공격으로 인해 유기화학적으로 결합이 끊어질 수 있는 생분해성 고분자는 의료 및 약물 전달을 비롯하여 식품포장필름까지 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 하지만 기존의 유기물로 공유 결합 연결 구조를 가지는 키토산 기반 복합 재료는 공유 결합 부분의 불안정성에 의해 쉽게 키토산의 분해가 일어나버리기 때문에 운반과정이나 활용에 있어서 공유결합 부위가 복합소재의 저장성이나 전기적 성질을 감소시키는 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 이중결합을 가지는 파이린(Pyrene) 그룹과 그레핀 옥사이드에서 환원된 형태인 환원 그레핀 사이의 π 전자의 상호작용을 통해 나노복합재료를 설계하였다. 상호작용은 자외선 분광기의 장파장 이동을 통해 확인하였고, 열분석을 통해 약 5 wt% 가량의 환원 그레핀이 키토산 매트릭스 내부에 π–π 전자 상호작용에 의해 존재하는 것을 확인하였다. π 전자 상호작용을 이용한 키토산-그레핀 나노복합재료는 소수성 성질이 증가됨에 따라 소수성 약물 전달의 효율성 향상에 잠재적인 가능성을 가지고 있을 것으로 예상되며 친환경적이고 생체안정성을 가지기 때문에 농업 포장재 및 포장용기에서부터 의료용 봉합사, 유전자 전달 시스템 등 다양한 산업분야에서 응용이 가능하다고 생각된다.

Pharmacological and biophysical properties of insect neuronal sodium channels

이대우 University of California at Riverside 1997 해외박사

생체막의 전위 변화에이해 작동되는 나트륨 이온통로는 신경계의 활동전위 형성에 필수적이다. 이런한 중요한 역할 때문에 나트륨 이온통로는 수 많은 신경독소들과 살충제의 표적이 되어왔다.본 논문은 단기조직배양된 곤충의 중앙신경세포에 발현된 나트륨 이온통로의 약리화 및 생물물리학적 특성을 전기생리학적 방법을 사용하여 규명하였다. 또한 나트륨 이온통로를 여러 신경독소를 이용하여 비정상적으로 작동하게 하였을 때 나타나는 신경근연접의 신호전달이상과 중독형상을 분자생리학적인 관점에서 설명하였다. 본 연구에서 사용된 두 전갈독스( LqhalphaT 와 AalT)는 곤충에 높은 선택독성을 보이지만 상이한 방법으로 나트륨 이온통로의 기능이상을 일으켰다. 알파 전갈독소는 나트륨 이온통로의 전위의존도를 변화시킴없이, 통로가 열린후 뒤따르는 무반응기를 억제하여 과도한 나트륨 이온의 세포내 유입을 야기하였다. 이 변화는 신경근연접에서 과도한 양의 신경전달 물질방출을 일으켜 근육수축의 강도와 기간을 증가시켜 중독된 곤충의 몸 전체가 마치 지속적인 파도를 일으키는 연동운동 상태에 이르게 하며 결국은 치사케 한다. AaIT는 나트륨 이온통로의 전위읜존도만을 특이적으로 변화시켜 휴지전위에서도 통로가 열려 신경자그에 상관없이 항상 신경전달물질이 방출되며, 근육의 지속적인 수축을 일으켜 마치 몸 전체가 쥐나 난 상태가 되며 결국 치사케 된다. 현재 널리 사용되고 있는 피레쓰로이드계 살충제인 퍼메쓰린은 나트륨 이온통로가 열린 후 닫힘을 장시간 억제하여 신경신호전달을 교란하였다. 하지만 이 살충제는 나트륨 통로의 전위의존도와 무반응 기작에도 영향을 보이는 복잡한 독성기작을 나타내었다. 마지막으로 과도한 살충제 사용으로 유기된 피레쓰로이드 저항성을 보여주는 곤충에 존재하는 나트륨 이온통로는 퍼메쓰린에 대한 감소된 반응능력을 보였으며, 놀랍게도 이 이온통로는 변화된 개폐기작을 통해 신경계의 흥분성을 감소기켰다. 이러한 이온통로의 특성변화가 신경계를 흥분시키는 상충제로뷰터 보호하려는 분자 저항성기 작임을 처음으로 밝혔다. 종합해보면, 본 연구는 곤충의 나트륨 이온통로에 작용하는 신경독소와 저항성을 보이는 돌연변이 이온통로를 이용하여 이온통로의 구조와 생리학적 역할에 관한 우리의 이해를 상당히 진보 시켰으며, 나아가 더 효과적이고 환경친화적인 살충제 개발에 기여함을 목적으로 하고있다 Roman Haubenstock-Ramati(Feb.27th 1919 in Cracow, Poland-March 3rd 1994 in Vienna, Austria) established the term "musical graphics" with the organisation of the first exhibition of his musical graphics in Donaueschingen, Germany 1959 It should be clear that his graphic art were not the basis of the so-called free and spontaneous Improvisations. To interpret such graphics, Haubenstock-Ramati demands musicians to reflect on formal progress of musik. The interpretor should, according to Haubenstock-Ramati, seek order in disorder("to perform? to realise? in doubt, never!"). My dissertation consists of two parts: Part 1 describes the important aspects of aubenstock-Ramati's musical form, especially the >mobile<, the variable form and >always something different and yet always the same< - phenomenon. Part 2 is an analysis of his vocal compositions. Both parts beginn with a general introduction to the historical compositional situation in the post-serial-phase In both topics(Music and Abstract Painting, the musicality of Language in Literature) the ineraction and the dissipation of boundaries of each art form: Music, Painting, Literature, are outlined within.

The consequences of war : economic impact of regional total war

이대우 Claremont Graduate School 1995 해외박사

본 논문은 전쟁이 참전국의 경제에 미치는 장·단기적 영향에 관한 연구이 다. 연구의 초점은 참전국의 전쟁피해 정도가 전후 그 나라의 경제발전 또는 경제복구와 관계가 있느냐는 것이다. 즉 전쟁으로 인한 피해가 완전히 복구 될 수 있는가에 대한 연구이다. 일반적으로 전쟁과 전후경제복구와의 관계는 세가지 주장으로 요약된다. 첫째는 긍정적 관점에서, 전쟁직후에 나타나는 경제적 활기 또는 이득을 강조 하는 주장으로 모든 참전국들 (중립국 포함)의 경제가 활성화됨을 주장한다. 두번째는 부정적 견해로, 막대한 전쟁비용과 경제기반의 파괴는 전후경제복구 를 더욱 어렵게 만들어 계속되는 경제침체를 가져온다는 주장이다. 이들에 비해 세번째 주장은 장기적으로 보면 (전후 약 20년) 전쟁은 참전국의 경제성 장에 영향을 주지않는다는 주장이다. 즉, 전후 경제성장 속도는 전쟁의 결과 에 따라 결정지어 짐으로 패전국과 경제적 피해가 더 큰 나라는 승전국과 경 제적 피해가 적은 나라 보다 경제회복이 빠르게 진행된다는 주장이다. 이 연구는 세번째 주장 (영향없음)을 비교적 치열했던 개발도상국들 사이의 전쟁 (한국전과 월남전)의 참전국 경제에 미친 영향을 살펴봄으로써 테스트했 다. 각 참전국의 전쟁피해 (war consequences or war cost)를 보다 과학적인 방법으로 평가하기 위해 리그레션 분석을 이용한 예측모델을 사용했다. 경제 성장은 국민총생산(GNP) 증가율로 표시했고, 상기한 예측모델을 사용해 전쟁 이 발발하지 않았다는 가정하에 각국의 GNP는 어떠했을 것인가도 계산했다. 연구결과는 남한과 북한의 경제는 한국전쟁으로 인해 엄청난 피해를 당했음 에도 불구하고 전후 15년 이내에 전쟁이 발생하지 않았을때 달성가능한 GNP에 도달했다. 그러나 베트남의 경우 아직까지도 (1993년) 실질적 경제회복을 이 룩하지 못했다. 물론 세번째 주장의 1/2 밖에 증명하지 못했으나 양차대전 이후 유럽국가들의 경제회복과 결부시켜 보면 거의 대부분 참전국들의 경제는 전쟁후 완전회복되었다할 수 있다. 그러므로 장기적 관점에서 전쟁은 참전국 의 경제에 영향을 별로 미치지 않는다할 수 있다. This study attempts to explore the immediate and long-term impact of regional wars on war participants. The main concern is to determine whether the economies of war participants are directly and severely affected by regional wars, whether those counties can recover war damages, and whether the recovery patterns are systematically associated with the levels of war damages. There are three propositions (positive, negative, and no-net effect) regarding the relationship between war and economic change. First, the positive proposition, by emphasizing war-induced gains, advocates that despite the immediate outcome of war, war stimulates the postwar economic performances of all war participants and even neutrals. Second, the negative proposition postulates that war hinders the postwar economic performances of all war participants because of its tremendous costs. Third, the no-net effect proposition contends that in the long run, war does not affect the economic performances of war participants because war induced economic losses are compensated for by the different pace of the postwar economic performances of the war participants. The pace of recovery is determined by the outcome of war. The losers and the more damaged countries recovered faster than the winners and the less damaged. Among those, the no-net effect proposition is tested with the analysis of the impact of regional total wars. This study will use the simple trend-fitting methodology to evaluate the consequences(costs) of the regional total wars for individual war participants. Empirical analysis of regional total wars, the Korean War and the Vietnam War, supports the no-net effect proposition. Although the economic damages are different among war participants immediately after war, most war participants recovered from their economic losses within twenty years following war. In general, the growth rates of total output(GNP) are inversely related to the economic outcome of war. Thus, the immediate impact of war does not affect the relatively long-range economic performance of countries which fought in war. This result remains constant over the analysis of economic impact of regional total wars and major wars on the developing and developed countries. The conclusion is that in the long run, economic performances of the countries involved in war are not altered by war itself. Further, the postwar recovery patterns are systematically related to the level of destruction in&rred by war. The postwar recovery is tended to be determined by the policy priority of the war-tom countries and favorable conditions in international system.