유전체 장벽 방전 저온플라즈마에 의한 전분의 인산화

국문 초록 (Abstract)

최근에 반도체의 식각 및 증착, 금속 및 고분자의 표면처리, 신물질의 합성 등에서 저온플라즈마(low-temperature plasma)가 이용되고 있으며, 공정의 미세화 및 저온화 때문에 응용분야가 점점 더 확대되고 있다. 본 연구는 전분의 인산화 반응에 있어 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge, DBD) 저온플라즈마를 친환경 반응촉매로서의 적용 가능성을 탐색하는 것이다. 전분의 인산화를 위한 반응혼합물을 제조하기 위해, NaH2PO4와 Na2HPO4를 탈이온수에 용 해시켜 pH를 4, 5, 6으로 조정한 후 일반옥수수전분을 가하여 상온에서 20분 동안 교반하여 50℃에서 수분함량이 10% 미만이 될 때까지 건조하고 분쇄·선별하였다. 제조된 반응혼합물은 DBD 저온플라즈마 장치에 수용하여 밀폐하 고 아르곤(Ar) 가스를 공급하면서 결정된 전압에서 유전체 장벽을 방전시켜 형성된 저온플라즈마 하에서 일정시간 동 안 처리하였다. 전분의 인산화에 대한 DBD 저온플라즈마의 처리조건의 영향을 조사하기 위해 반응혼합물의 pH (4, 5 및 6), 전압(100, 120 및 140 V), 처리시간(10, 20 및 30 min)을 요인으로 하여 Box-Benhken 실험디자인으로부터 17 개의 실험점들을 설계하였다. 실험조건에 따라 처리된 반응혼합물들은 50% 에탄올 수용액으로 세척한 후 신속점도분 석기를 이용하여 페이스팅 점도를 조사하였다. 처리되지 않은 반응혼합물의 페이스팅 점도에 대한 처리된 반응혼합물 의 페이스팅 점도의 변화량을 반응표면분석법을 이용하여 분석하였다. DBD 저온플라즈마 처리는 반응혼합물의 페이 스팅 점도를 무처리 반응혼합물의 페이스팅 점도에 비해 증가시키거나 낮추는 효과를 나타내었다. 따라서 저온플라즈 마 처리를 통해 전분과 인산염 사이의 인산화 반응을 달성할 수 있는 것으로 생각된다.