인대 구조를 모사한 고강도 하이드로겔 섬유 제조 및 이의 스트레인 센서 응용
- Alternative Title
- Ligament-Inspired Robust Hydrogel Fibers and Their Strain Sensor Applications: Use of Cyano-Substituted p-Aramid Nanofibers
- Abstract
- Poly (vinyl alcohol) (PVA) has long been studied for various applications such as electronic devices and drug delivery due to its high biocompatibility and non-toxicity. Aramid nanofiber (ANF) is considered attractive candidates to reinforce PVA-based materials because of their high miscibility with PVA and the stiffness of the p-aramid backbone. Numerous synthetic hydrogel fibers have been developed to mimic moisture-rich and strong fibrous tissue such as tendons, but their weak mechanical performance remains the biggest obstacle. Here we develop synthetic hydrogel fibers that are water-rich (> 80%) and ultra-strong (tensile strength 17.9 MPa, modulus 276.1 MPa) using cyano-functionalized aramid nanofiber (CY-ANF). Due to its excellent durability and flexibility, hydrogel fibers can be transformed into various shapes. In addition, this hydrogel fiber with excellent strain sensing ability will inspire the development of hydrogel-based intelligent fibers.
- Author(s)
- 최윤형
- Issued Date
- 2023
- Awarded Date
- 2023-02
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/33139
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000666384
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 화학융합공학부
- Advisor
- 엄영호
- Table Of Contents
- 제 Ⅰ 장. 연구 개요 1
I-i 아라미드 나노섬유(ANF) 1
I-ii 생체모방 조직 4
I-iii 스트레인 센서 6
제 Ⅱ 장. 폴리비닐알코올/디메틸설폭사이드 용액의 유변학적 특성에 대한 아라미드 나노섬유의 영향 8
Ⅱ- i 서론 9
Ⅱ-ⅱ 실험 방법 10
II-ii-1 사용 물질 10
II-ii-2 용액 제조 11
II-ii-3 측정 방법 13
II-iii 결과 및 토론 14
II-iv 결론 21
제 Ⅲ 장. 인대구조를 모사한 고강도/고수분함량 하이드로겔 섬유 및 이의 직물 제조 22
Ⅲ- i 서론 23
Ⅲ-ⅱ 실험 방법 24
Ⅲ-ii-1 사용 물질 24
Ⅲ-ii-2 폴리(2-시아노-p-페닐렌 테레프탈아미드)(CY-PPTA)의 합성 25
Ⅲ-ii-3 용액 및 하이드로겔 섬유 제조 27
Ⅲ-ii-5 구조 및 물성 분석 32
Ⅲ-ii-6 스트레인 센싱 시험 35
Ⅲ-ii-7 시험관 세포 독성 시험 36
Ⅲ-ii-8 외과적 봉합 시험 37
Ⅲ-iii 결과 및 토론 38
Ⅲ-iv 결론 77
제 Ⅳ 장. 전도성 하이드로겔 섬유 제조 및 스트레인 센서의 응용 78
Ⅳ- i 서론 79
Ⅳ-ⅱ 실험 방법 80
Ⅳ-ii-1 사용 물질 80
Ⅳ-ii-2 용액 및 하이드로겔 섬유 제조 81
Ⅳ-ii-3 구조 분석 85
Ⅳ-ii-4 스트레인 센싱 시험 88
Ⅳ-iii 결과 및 토론 90
Ⅳ-iv 결론 96
참고문헌 97
감사의 글 103
- Degree
- Master
-
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- 대학원 > 화학융합공학부
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- Embargo2023-02-08
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