KR20160050851A - 리그닌 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

벽재로서 리그닌을 포함하고 코어재로서 오일 및 탄소재료 중 하나 이상을 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐이 개시된다. 리그닌 마이크로 캡슐은 리그닌, 오일 및 물, 추가적으로 탄소재료를 더 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼에서 중합하여 형성될 수 있다.

Description

리그닌 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법 {LIGNIN MICROCAPSULE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 리그닌 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로/나노 구조를 갖는 리그닌 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
리그닌(Lignin)은 천연 고분자 화합물로서 침엽수나 활엽수 등 목질화된 식물의 세포벽에 존재하는 지용성 페놀 고분자이다. 리그닌은 무정형(Amorphous)성 구조의 특징으로 인하여 산에 의한 가수분해가 어렵고, 화학적으로는 3 내지 6의 탄소수를 갖는 페닐프로판기(Phenylpropane group)의 구성단위가 탄소-탄소 또는 에테르 결합으로 축합한 구조로 이루어져 있다. 최근에서는 바이오에너지 원료로서 바이오매스의 중요성이 부각되면서 리그닌의 생합성에 관여하는 효소들의 특성과 분자생물학적 기법을 도입하여 바이오매스 내의 리그닌 함량을 조절하는 연구와 리그닌 섬유화 연구, 리그닌 캡슐화 연구에도 많은 관심이 모아지고 있다.
자가치유 또는 자가복구 시스템이란 “인위적인 조작 없이 열, 전기, 광 등과 같은 특수한 환경에 따라 스스로 이러한 결함들을 감지하여 복구할 수 있는 특성을 가지도록 설계한 시스템”을 지칭한다. 그 중에서도 마이크로 캡슐을 이용한 자가치유 소재 응용은 2001년 Nature지에 미국 UIUC 대학 Prof. White로부터 제안되었다. 구체적으로, 고분자 매트릭스에 마이크로 캡슐을 첨가하고 외부로부터 외력에 고분자 매트릭스가 손상을 받게 되면 손상 받은 부위를 중심으로 캡슐의 벽재가 깨지고 내부에 있던 코어(core)재(경화제 또는 매트릭스 보강제 등)가 흘러나와 원래의 물성을 회복하는 방식으로 진행된다.
탄소나노튜브는 그래핀 층이 기둥으로 말린 형태로, 그 우수한 물리화학적, 전기적, 기계적 특성으로 다양한 분야로의 응용 가능한 1차원 나노재료로써 각광받고 있다. 그러나 나노소재의 특성으로 인한 강한 응집력으로 응용을 하는데 있어서 많은 제약이 따른다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 분산제, 고분자, DNA, 단백질 등을 이용한 비 공유 결합적인 기능화 방법이 제시되고 있고, 특히 리그닌을 사용하여 용매 하에서 탄소나노튜브의 분산성을 안정시키고 효율적으로 조절하는 연구가 진행되고 있다.
Mariarosaria Tortora., et al., Biomacromolecular 15, 1634-1643 (2014) S. R. White, et al., Nature 409, 794-797 (2001) Olivier Rochez, et al., J Mater Sci 48(14), 4962-4964 (2013)
본 발명의 구현예들에서는, 일 측면에서, 마이크로 캡슐의 수율을 향상시키고 캡슐입자의 크기, 크기분포 및 방출량등을 최적화할 수 있는 리그닌 마이크로 캡슐 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 구현예들에서는, 다른 일 측면에서, 리그닌 마이크로 캡슐의 코어(Core)재로 탄소나노튜브를 첨가함으로서 전기적 특성을 향상시킨 리그닌-마이크로 캡슐 및 그 제조 방법을 제조하고자 한다.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 벽재(Shell material)로서 리그닌을 포함하고 코어재(core material)로서 오일 및/또는 탄소 재료를 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 10nm 내지 1μm의 크기를 가질 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 소수성 분위기 하에서 오일을 방출할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탄소재료는 탄소나노튜브일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 탄소나노튜브는 분산성 탄소나노튜브일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 소수성 분위기 하에서 탄소나노튜브를 방출할 수 있다.
본 발명은 예시적인 다른 구현예들에서는, 리그닌, 오일 및 물을 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성하고 중합을 수행하여 리그닌 마이크로 캡슐을 제조하는 것을 특징으로 하는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서는, 리그닌을 오일과 물을 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼에서 계면 중합을 수행할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 중합은 초음파 중합을 통해 수행될 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 계면 중합은 초음파 중합을 통해 수행될 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 초음파 중합은 26 내지 91W의 초음파 중합 에너지를 통해 수행될 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 초음파 중합은 40 내지 90초 동안 수행될 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌의 농도는 5 내지 20 wt%일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 리그닌과 상기 오일의 함량비는 내지 일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 에멀젼은 탄소재료를 더 포함할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서는, 상기 방법은 탄소재료가 분산된 오일을 형성하는 단계; 및 상기 탄소재료가 분산된 오일에 리그닌과 물을 첨가하여 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 탄소재료는 탄소나노튜브일 수 있다.
본 발명에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 다음과 같은 다양한 효과를 나타낼 수 있다.
첫째, 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 리그닌이 향균성을 발현하는 페놀 구조를 포함하고 있으므로, 향균성을 갖도록 형성될 수 있으며 이에 따라 복합재료 내에 첨가제로 활용될 수 있다.
둘째, 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐에서 코어재가 방출되도록 형성될 수 있으며, 코어재는 오일 등과 같이 분산 우수성이 뛰어난 물질을 포함할 수 있으므로, 탄소나노튜브의 분산 안정제로 사용될 수 있다.
셋째, 본 발명에 일 구현예에서는 리그닌 마이이크로 캡슐의 특정 크기 및/또는 코어재 방출량을 최적화 할 수 있는 조건을 제시한다. 따라서, 이를 이용하여, 특정 상황에 적합한 크기 및/또는 코어재 방출량을 갖는 나노크기의 리그닌 마이크로 캡슐을 이를 합성하고 나노섬유 또는 나노웹으로 제조할 수 있다.
넷째, 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐은 자기회복 능력이 우수한 탄소나노튜브를 코어재로 포함하고 있다. 따라서, 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐을 포함하는 나노 섬유 또는 나노웹을 제조하는 경우, 특정분위기 하에서 탄소나노튜브를 방출하게 하여 진피층 등의 상처부위를 복원하는 상처복원 나노섬유 또는 소수성 약물전달시스템 등의 의료용 소재로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 리그닌 마이크로 캡슐의 공초점 현미경(Confocal Microscopy) 사진, 전자현미경(Scanning Electron Microcope, SEM) 사진 및 투과전자현미경(Transmission Electron Microscppe, TEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 방출거동 특성을 나타내는 사진이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 리그닌을 이용한 탄소나노튜브의 분산우수성을 나타내는 사진들이다.
도 5a 내지 5c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 리그닌의 함량 농도를 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 크기를 나타내는 그래프, 리그닌 농도가 5%일 때의 리그닌 마이크로 캡슐의 SEM 사진 및 본 발명의 일 구현예에 따라 리그닌의 함량 농도를 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 코어재 방출량을 나타내는 그래프이다.
도 6a 내지 6c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 리그닌 및 오일의 함량비를 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 크기를 나타내는 그래프, 리그닌 및 오일의 함량비가 10:1일 때 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 SEM 사진 및 본 발명의 일 구현예에 따라 리그닌 및 오일의 함량비를 다르게 하여 제조된 코어재 방출량을 나타내는 그래프이다.
도 7a 내지 7c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 초음파 중합에너지를 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 크기를 나타내는 그래프, 초음파 중합 에너지가 52W일 때 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 SEM 사진 및 본 발명의 일 구현예에 따라 초음파 중합에너지를 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 코어재 방출량을 나타내는 그래프이다.
도 8a 내지 8c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 초음파 중합 처리시간을 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 크기를 나타내는 그래프, 초음파 중합 처리시간이 80초일 때 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 SEM 사진 및 발명의 일 구현예에 따라 초음파 중합 처리시간을 다르게 하여 제조된 리그닌 마이크로 캡슐들의 코어재 방출량을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐의 제조 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 10a 내지 도 10b는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 리그닌 마이크로 캡슐의 공초점 현미경 사진이다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
이하, 본 발명의 구현예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 구현예들이 첨부된 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시를 위하여 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 적용이 제한되지 않는다.
본 명세서에서 “탄소재료”란 그라파이트, 탄소나노튜브 등 탄소로 이루어진 물질을 모두 포함하는 최 광의의 개념이다.
본 명세서에서 “탄소나노튜브”란 6개의 탄소로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 소재를 의미한다.
본 명세서에서 “마이크로 캡슐”이라 함은 미소한 용기를 의미하는 것으로서, 수 나노미터(nm), 마이크로미터(μm) 등 입자크기에 제한되지 않고 목적하는 물질을 담고 있는 미소한 용기 또는 입자를 모두 포함하는 최 광의의 개념이다.
본 명세서에서 “리그닌 마이크로 캡슐”이라 함은 리그닌을 벽재로서 포함하는 마이크로 캡슐을 의미한다.
본 명세서에서 “리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐”이라 함은 리그닌을 벽재로서 포함하며 코어재로서 탄소재료를 포함하는 마이크로 캡슐을 의미한다.
본 명세서에서 “리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐”이라 함은 리그닌을 벽재로서 포함하며 코어재로서 탄소나노튜브를 포함하는 마이크로 캡슐을 의미한다.
이하, 본 발명의 예시적인 일 구현예들을 상세하게 설명한다.
리그닌 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법
본 발명의 일 구현 예들에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 방법은 리그닌을 오일과 물을 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼과 계면 중합하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현 예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 리그닌을 오일과 물을 포함하는 반응기에 첨가한다. 이때, 물은 극성 물질이고 오일은 비극성 물질로서 서로 섞이지 않고 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성할 수 있으며, 상기 반응기에 첨가된 리그닌은 수용액(물) 상(phase)에 존재할 수 있다.
친수성과 소수성을 갖는 두 액체가 각각 일정한 비를 갖고 있을 때 에멀젼(emulsion) 중합이 가능하게 된다. 이에 따라, 친수성을 띄는 리그닌과 소수성을 띄는 오일을 사용한 에멀젼 중합 반응을 통하여 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 계면 중합하는 단계는 초음파 중합을 통해 수행될 수 있다. 초음파는 유기, 무기반응 및 중합과 같은 많은 화학반응의 특성을 개선하거나 반응 속도를 향상시키는 효과가 있다. 초음파 중합 단계를 수행 시, 조사되는 초음파는 공동 현상(Ultrasonic Cavitation)으로 인해 용액 상에 기포를 형성하고 전파시켜 중합되는 고분자의 긴 사슬을 끊어줌으로써 나노 입자를 제조하는데 기여 할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 리그닌을 물/오일을 포함하는 반응기에 넣은 후 에멀젼(emulsion)상태가 된 후에 초음파 중합을 수행하는 경우 용액상에 존재하는 리그닌 간 서로 상호 결합에 의한 공유 결합이 형성되어 최종적으로 원형의 마이크로 캡슐이 제조될 수 있다. 이때, 초음파 중합은 수용액 상에서 강력한 기포를 발생하여 아주 작은 방울 형태로 마이크로 캡슐을 안정하게 형성시킬 뿐만 아니라 수용액상에서 분산시켜 에멀젼화 할 수 있으며, 리그닌의 하이드록시(-OH)그룹과 과산화기(HO2-)간에 라디칼 결합을 통한 공유결합을 형성하여, 벽재로서 리그닌을 포함하는 마이크로 캡슐을 형성하는 데 기여할 수 있다. 이때, 리그닌은 물과 오일의 계면에서 계면중합하여 공유결합 할 수 있으며, 이에 따라 코어재로서 오일을 포함하며 벽재로서 리그닌을 포함하는 마이크로 캡슐이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 초음파 중합을 통해 제조된 리그닌 마이크로 캡슐은 10nm 내지 1μm의 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 초음파 중합의 초음파중합에너지 및/또는 초음파 중합의 시간 등을 다르게 하여 다양한 크기 및 다양한 코어재 방출량을 갖는 리그닌 마이크로 캡슐들을 제조 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 초음파 중합은 40 내지 90초 동안 수행될 수 있다. 또한, 상기 초음파 중합은 26 내지 91W 범위의 초음파 중합 에너지를 통해 수행될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 구현예에 있어서, 리그닌의 농도 및/또는 리그닌과 오일의 함량비를 다르게 하여 다양한 크기 및 다양한 코어재 방출량을 갖는 리그닌 마이크로 캡슐들을 제조 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 리그닌과 상기 오일의 함량비는 내지 일 수 있다. 또한, 상기 리그닌의 농도는 5 내지 20 wt%일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 물/오일 에멀젼 상에 존재하는 오일과 물의 계면에서 리그닌이 초음파 중합을 통해 공유 결합하여 형성된다. 이에 따라 벽재로서 리그닌을 포함하고 코어재로서 오일을 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐이 제조될 수 있다.
또한, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 코어재를 포함하고 있으므로, 예를 들어, 소수성 분위기와 같은 외부 조건의 변화에 따라 벽재에 크랙(crack)이 발생하게 되며 이에 따라 코어재가 방출될 수 있다. 이때, 코어재가 오일인 경우, 리그닌 마이크로 캡슐로부터 오일이 방출될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 계면활성제인 도세실 황산 나트륨(SDS), 도데실 벤젠 술폰산(SDBS) 등과 같은 소수성기를 포함하는 물질과 반응하여 벽재에 크랙을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 크랙을 통해 오일이 리그닌 마이크로 캡슐로부터 방출될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예 따른 리그닌 마이크로 캡슐에서 코어재가 방출되기 위하여 친수성과 소수성을 동시에 갖는 계면활성제등을 사용할 수 있다. 상기 계면활성제를 사용하게 되면, 계면활성제의 친수성기가 친수성을 띄는 리그닌 벽재와 반응하여 벽재를 완화시키고 이에 따라, 리그닌 벽재에 크랙이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 리그닌 벽재에 형성된 크랙 사이로 코어재가 소수성을 띄는 코어재가 방출될 수 있고, 이때 계면활성제의 소수성기와 소수성을 띄는 코어재 물질과 상평형을 이루게 되므로 코어재가 용이하게 리그닌 마이크로 캡슐의 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 분산력이 우수하여 타 물질의 분산력을 향상하는 것에 기여할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 OH- 기와 같은 친수성기를 포함하는 리그닌을 벽재로서 포함하고 있다. 이에 따라, 예를 들어, 탄소나노튜브 및 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐을 포함하는 수용액을 형성하는 경우 탄소나노튜브의 친수성기와 리그닌의 친수성기가 결합하여 수용액 상에서의 탄소나노튜브의 분산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 마이크로 캡슐은 향균성을 가질 수 있다. 리그닌은 페놀기와 에테르기를 모두 포함하고 잇는데, 이때 페놀기는 향균성을 발현하는 대표적인 분자구조로 알려져 있다. 리그닌의 향균성은 리그닌을 포함하는 미생물 세포막에 외력을 가하여 파괴 혹은 분해시킨 후, 파괴된 세포막으로부터 리그닌 내부의 내용물이 용액으로 방출되면서 외부의 박테리아를 파괴하여 향균성이 발휘될 수 있다. 또한, 몇몇의 리그닌은 특유의 미세구조를 갖고 있거나, 흡착력이 우수하여 유기 오염 물질과 미생물을 흡착할 수 있기 때문에 향균 성능을 발휘하는 동시에 접촉면에 존재하는 오염 물질이 이때 생분해될 수 있다. 이에 따라, 리그닌을 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐은 향균성이 발휘 될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 방법은 나노크기의 마이크로 캡슐을 형성할 수 있는 최적화된 조건을 제시한다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 방법은 최적화된 코어방출량을 갖는 리그닌 마이크로 캡슐을 형성할 수 있는 최적화된 조건을 제시할 수 있다. 이에 따라, 이를 이용하여 나노섬유 또는 나노 웹에 최적화된 크기 및 코어재 방출량을 갖는 리그닌 마이크로 캡슐을 제조할 수 있다.
리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐 및 이의 제조 방법
본 발명의 일 구현예들에 따른 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐의 제조 방법은 탄소재료가 분산된 오일을 형성하는 단계; 상기 탄소재료가 분산된 오일에 리그닌과 물을 첨가하여 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성하는 단계; 및 상기 리그닌과 상기O/W (oil in water) 에멀젼을 계면 중합하는 단계; 를 포함할 수 있다.
이하, 각 단계별로 설명한다. 설명의 편의상 탄소재료 중 탄소나노튜브를 예를 들어 설명한다. 그러나, 탄소나노튜브 이외의 다른 탄소재료들도 본 발명의 구현예에서 적합하게 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐의 제조 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 탄소재료가 분산된 오일을 형성한다. 이때, 탄소재료 및 오일 모두 비극성이므로 탄소재료는 오일에 고르게 분산 될 수 있다.
예시적인 구현예에서 오일은 올리브오일 등일 수 있으며, 탄소재료는 탄소나노튜브, 그라파이트 등일 수 있다.
이후, 탄소재료가 분산된 오일에 리그닌과 물을 첨가하여 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성한 후, 상기 O/W (oil in water) 에멀젼과 리그닌을 계면 중합할 수 있다. 이때, 물은 극성 물질이고 오일은 비극성 물질으로서 서로 섞이지 않아 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성할 수 있으며, 리그닌은 수용액 상에 존재할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 리그닌과 O/W (oil in water) 에멀젼을 계면중합하는 것은 초음파 중합을 통해 수행될 수 있다. 이때, 초음파 중합은 수용액 상에서 강력한 기포를 발생하여 리그닌 서로 간의 공유 결합을 최종적으로 원형의 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 초음파 중합의 초음파중합 에너지, 초음파 중합의 시간, 리그닌의 농도, 리그닌과 오일의 비율 등을 다르게 하여 다양한 다양한 크기 및 다양한 코어재 방출량을 갖는 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐들을 제조 할 수 있다. 이는 전술한 리그닌 마이크로 캡슐의 제조방법과 동일 하거나 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이에 따라, 벽재로서 상기 리그닌을 포함하고 코어재로서 상기 오일 탄소재료를 포함하는 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐이 제조될 수 있다.
또한, 상기 리그닌 마이크로 캡슐은 코어재로서 오일에 분산된 탄소재료를 포함하고 있으므로, 소수성 분위기등과 같은 외부 조건의 변화에 따라 벽재에 크랙이 발생하게 되며 코어재인 오일에 분산된 탄소재료가 방출될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 탄소재료가 탄소나노튜브인 경우 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐에서 오일에 분산된 탄소나노튜브가 방출될 수 있다.
한편, 리그닌 및 탄소나노튜브를 벽재로서 포함하고 오일을 코어재로서 포함하여 리그닌 탄소재료 마이크로캡슐을 형성하는 경우에는 초음파처리를 이용하여 에멀젼을 중합하는 단계에서, 분산되어있던 탄소나노튜브가 리그닌의 가교결합력을 상쇄시켜 리그닌 탄소재료 마이크로 캡술을 형성하는 것이 용이하지 않은 경우가 발생하였었다.
이에 반해 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 탄소재료 마이크로 캡슐은 벽재가 아닌 탄소나노튜브 등과 같은 탄소재료를 오일과 같은 유기상에 분산시키고 이후 리그닌을 첨가하여 코어재로서 탄소재료를 포함하도록 형성된다. 이에 따라, 탄소나노튜브 등과 같은 탄소재료가 리그닌의 가교결합을 상쇄시키지 않으므로 본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌 탄소재료 마이크로 캡슐의 제조 단계에 있어서, 초음파를 이용하여 리그닌의 가교결합을 형성하기가 용이할 수 있다. 뿐만 아니라, 이와 같이 제조된 리그닌 탄소재료 마이크로 캡슐은 오일 상에서 탄소나노튜브의 분산성을 안정적으로 유지하는데 기여할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐은 자기회복 능력이 우수한 탄소재료를 코어재로 포함하고 있다. 따라서, 리그닌-탄소재료 마이크로 캡슐을 포함하는 나노 섬유 또는 나노웹을 제조하는 경우, 특정분위기 하에서 탄소나노튜브를 방출하게 하여 진피층 등의 상처부위를 복원하는 상처복원 나노섬유 또는 소수성 약물전달시스템 등의 의료용 소재로 활용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 초음파중합을 이용한 리그닌 마이크로 캡슐의 제조
0.05 g의 리그닌과 1 ml 증류수를 100 ul 올리브오일과 함께 교반한 후 초음파처리를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하였다. 이때, 리그닌과 오일의 함량비는 10:1로, 초음파중합에너지는 91 W, 초음파처리시간은 80초로 고정한 후, 리그닌 농도를 각각 5 wt%로 제조하였다.
실험예 1-1: 리그닌 마이크로 캡슐의 크기 및 외형 확인
실시예 1에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐을 공초점현미경, 전자 현미경 및 TEM으로 분석하였으며, 상기 리그닌 마이크로 캡슐의 코어재 방출을 확인하였다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 일 구현예에 따라 형성된 리그닌 마이크로 캡슐의 공초점 현미경(Confocal Microscopy) 사진, 전자현미경(Scanning Electron Microcope, SEM) 사진 및 투과전자현미경(Transmission Electron Microscppe, TEM) 사진이다. 특히, 도 2a는 코어재인 올리브 오일에 형광물질인 쿠마린 6(Coumarin 6)을 포함하여 제조한 마이크로 캡슐을 촬영한 공초점 현미경 사진이다.
도 2a는 공초점 현미경 사진으로서 마이크로 캡슐의 전체적인 분포를 확인할 수 있었으며, 도 2b 및 도 2c는 각각 SEM 및 TEM 사진들로서 마이크로 캡슐의 정확한 크기 분포를 확인할 수 있었다.
도 2a 및 2b 를 참조하면 약 2 내지 4μm 의 지름을 갖는 다양한 크기의 리그닌 마이크로 캡슐이 수용액 상에서 다양한 분포를 갖도록 형성됨을 확인할 수 있으며, 특히 도 2a에서는 리그닌 마이크로 캡슐에 올리브오일이 충진됨을 확인할 수 있었다.
도 2c는 실시예 1 에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 TEM 사진으로 약 10nm 내지 1μm 의 지름을 갖는 다양한 크기의 리그닌 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다.
실험예 1-2: 리그닌 마이크로 캡슐의 코어재 방출 거동 특성 확인
실시예 1에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐에 SDBS 또는 SDS를 포함하는 계면활성제를 사용하여 리그닌 벽재를 완화시켜 소수성 그룹을 포함하는 코어재를 방출시켰다. 이때, 계면활성제의 친수성기와 리그닌 벽재가 반응하여 리그닌 마이크로 캡슐의 벽재에 크랙을 형성되었고, 상기 벽재를 통해 소수성을 갖는 코어재가 리그닌 마이크로 캡슐로부터 방출되었다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 방출거동 특성을 나타내는 공초점 현미경 사진이다. 도 3을 살펴보면, 리그닌 마이크로 캡슐의 방출후의 사진에서 리그닌 마이크로 캡슐을 포함하는 용액은 형광색을 나타내며 오일이 방출된 리그닌 마이크로 캡슐은 회색 빛을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해 리그닌 마이크로 캡슐이 소수성 분위기하에서 올리브오일을 방출하였음을 확인할 수 있었다.
실험예 1-3: 리그닌에 탄소나노튜브의 분산성 확인
실시예 1에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐에 의한 탄소나노튜브의 분산성을 확인하고자 육안, 전자현미경(SEM, TEM), 그리고 UV-Vis를 사용하여 측정한 후, 이를 도 4a 내지 도 4c에 나타내었다.
구체적으로, 7.5 mg의 리그닌 마이크로 캡슐과 5 mg의 탄소나노튜브를 50 ml 증류수에 첨가한 후 함께 초음파 처리를 이용하여 탄소나노튜브 분산 수용액을 제조하였다. 구체적으로 초음파 처리는, 탄소나노튜브 분산 수용액을 4 oC 에서 1시간 동안 52 W로 처리한 후 원심분리기에서 4 oC 에서 1시간 동안 240,000 G (49,700 rpm)처리하였다. 이후, 탄소나노튜브 분산 수용액의 상등액 70%만 채취 후 측정하였다.
도 4a 내지 도 4c를 살펴보면, 리그닌 수용액에서 탄소나노튜브들이 응집되지 않고 용액 내에 균일하게 분포되어 있음을 확인할 수 있다. 일반적으로 탄소나노튜브는 용액 상에서의 분산안정성이 우수하지 않지만, 리그닌 수용액 상에서는 리그닌은 친수성 기인 -OH기를 포함하고 있으므로, 탄소나노튜브와 리그닌의 -OH기가 반응하여 탄소나노튜브를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 도 4a 내지 도 4c에 나타난 바와 같이 리그닌 수용액 상에서는 탄소나노튜브가 응집되지 않고 분산될 수 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 2: 리그닌 농도에 따른 다양한 리그닌 마이크로 캡슐의 제조
0.15 g의 리그닌과 1 ml 증류수를 100 ul 올리브오일과 함께 교반한 후 초음파처리를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하였다. 이때, 리그닌과 오일의 함량비는 10:1로, 초음파중합에너지는 91 W, 초음파처리시간은 80초로 고정한 후, 리그닌 농도를 각각 5, 10, 15, 20 wt%로 조절하여 샘플 1 내지 4를 제조하였다.
실험예 2: 리그닌 농도에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 크기 및 코어재 방출량의 변화.
상기 샘플 1 내지 5의 마이크로 캡슐의 크기분포와 코어재의 방출량을 확인하여 표 1 및 도 5a 내지 5c에 기재하였다.
리그닌 농도 (wt%) 리그닌 마이크로캡술의 평균 지름(nm) 리그닌 마이크로캡슐의 직경분포도 (PDI) 코어재 방출량(%)
1hr 2hr 3hr
샘플 1 5 416 0.511 88 96 99
샘플 2 10 304 0.472 91 97 99
샘플 3 15 186 0.163 76 96 99
샘플 4 20 265 0.402 88 95 99
도 5a는 실시예 2에 따라 리그닌의 농도를 5, 10, 15 및 20 %로 하여 형성된 리그닌 마이크로 캡슐의 샘플 1 내지 4를 제타 포텐셜(zeta potential)을 이용하여 크기를 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 도 5a 및 표 1을 살펴보면 리그닌의 농도에 따라 평균 약 170 내지 430의 크기를 갖는 리그닌 마이크로 캡슐이 제조됨을 확인할 수 있었다. 또한, 도 5b는 샘플 1의 SEM 사진으로서 구형의 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다. 도 5c는 샘플 1 내지 4의 코어재 방출량을 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 리그닌 농도가 10 %인 샘플 2에서 약 1시간 경과후의 코어재 방출량이 최대인 것을 확인할 수 있었다. 이는, 리그닌의 농도가 10 %을 초과한 경우에는 벽재의 두께가 두꺼워 벽재에 크랙이 형성되기 어려워 코어재가 방출되기 어렵기 때문인 것으로 판단된다.
실시예 3: 리그닌과 오일의 함량비에 따른 다양한 리그닌 마이크로 캡슐의 제조
0.15 g의 리그닌과 1 ml 증류수를 100 ul 올리브오일과 함께 교반한 후 초음파처리를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하였다. 이때, 리그닌의 농도는 10 wt%, 초음파중합에너지는 91 W, 초음파처리시간은 80초로 고정한 후, 리그닌/오일의 함량비를 각각 1:1, 5:1, 10:1, 20:1 로 조절하여, 샘플 5 내지 7을 제조하였다.
실험예 3: 리그닌과 오일의 함량비에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 크기 및 코어재 방출량 확인
상기 샘플 5 내지 7의 크기분포와 코어재 방출량을 확인하여 표 2 및 도 6a 내지 6c에 기재하였다.
리그닌/오일 함량비(w/w) 리그닌 마이크로캡술의 평균 지름(nm) 리그닌 마이크로캡슐의 직경분포도 (PDI) 코어재 방출량(%)
1hr 2hr 3hr
샘플 5 5:1 238 0.288 80 96 99
샘플 6 10:1 186 0.163 76 96 99
샘플 7 20:1 219 0.211 95 97 99
도 6a는 샘플 5 내지 7을 제타 포텐셜을 이용하여 직경의 크기를 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 도 6a 및 표 2를 살펴보면 리그닌과 오일의 함량비에 따라 평균 약 186 내지 238 nm의 크기를 갖는 리그닌 마이크로 캡슐이 제조됨을 확인할 수 있었다.
또한, 도 6b는 샘플 6의 SEM 사진으로서 구형의 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다.
도 6c는 샘플 5 내지 7의 코어재 방출량을 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 리그닌 오일 함량비 20:1인 샘플 7에서 약 1시간 경과 후 코어재 방출량이 최대인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4: 초음파중합 에너지에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조
0.15 g의 리그닌과 1 ml 증류수를 100 ul 올리브오일과 함께 교반한 후 초음파처리를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하였다. 이때, 리그닌의 농도는 10 wt%, 리그닌/오일의 함량비는 10:1, 초음파처리시간은 80초로 고정한 후, 초음파중합 에너지를 각각 26W, 52W, 91W로 조절하여 샘플 8 내지 10을 제조하였다.
실험예 4: 초음파중합 에너지에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 제조 크기 및 코어재 방출량의 변화
상기 샘플 8 내지 10의 크기분포와 코어재 방출량을 확인하여 표 3 및 도 7a 내지 7c에 기재하였다.
초음파중합에너지(W) 리그닌 마이크로캡술의 평균 지름(nm) 코어재 방출량(%)
1hr 2hr 3hr
샘플 8 26 262 80 97 99
샘플 9 52 210 72 82 87
샘플 10 91 186 95 96 99
도 7a는 샘플 8 내지 10을 제타 포텐셜을 이용하여 직경의 크기를 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 도 7a 및 표 3를 살펴보면 초음파 중합 에너지에 따라 평균 약 186 내지 262 nm의 크기를 갖는 리그닌 마이크로 캡슐이 제조됨을 확인할 수 있었다. 또한, 도 7b는 샘플 9의 SEM 사진으로서 구형의 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다.
도 7c는 샘플 8 내지 10의 코어재 방출량을 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 초음파 중합 에너지가 91인 샘플 10에서 약 1시간 경과 후 코어재 방출량이 최대인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 5: 초음파 처리시간에 따른 다양한 리그닌 마이크로 캡슐 제조
0.15 g의 리그닌과 1 ml 증류수를 100 ul 올리브오일과 함께 교반한 후 초음파처리를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하였다. 이때, 리그닌의 농도는 10 wt%, 리그닌/오일의 함량비는 10:1, 초음파중합에너지는 91 W로 고정한 후, 초음파처리시간을 각각 40, 80 및 90초로 조절하여 샘플 11 내지 13을 제조하였다.
실험예 5: 초음파 처리시간에 따른 리그닌 마이크로 캡슐의 크기 분포 및 코어재 방출량의 변화.
상기 샘플 11 내지 13의 크기분포와 코어재 방출량을 확인하여 표 4 및 도 8a 내지 8c에 기재하였다.
초음파 처리시간 (sec) 리그닌 마이크로캡술의 평균 지름(nm) 리그닌 마이크로캡슐의 직경분포도 (PDI) 코어재 방출량(%)
1hr 2hr 3hr
샘플 11 40 231 0.216 80 95 98
샘플 12 80 186 0.163 73 83 91
샘플 13 90 177 0.177 76 96 99
도 8a는 샘플 11 내지 13을 제타 포텐셜을 이용하여 직경의크기를 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 도 8a 및 표 3를 살펴보면 초음파 중합 에너지에 따라 평균 약 177 내지 231 nm의 크기를 갖는 리그닌 마이크로 캡슐이 제조됨을 확인할 수 있었다.
또한, 도 8b는 샘플 12의 SEM 사진으로서 구형의 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다.
도 8c는 샘플 11 내지 13의 코어재 방출량을 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 초음파 처리 시간이 90초였던 샘플 13에서 초기 코어재 방출량이 최대인 것을 확인할 수 있었다.
실시예 6: 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐의 제조
탄소나노튜브를 내부에 포함시키는 리그닌 마이크로 캡슐을 제조하기 위하여 올리브오일 100 ul에 탄소나노튜브 100 mg을 분산시킨 후 리그닌 0.15 g과 증류수 1 ml 용액을 첨가하여 초음파 중합을 91 W에서 80초간 처리한 후 200 nm 사이즈의 멤브레인 필터를 사용하여 필터링과 원심분리기를 사용하여 수세한 후 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐을 얻었다. 이때, 리그닌의 농도는 15 wt%, 리그닌/오일의 함량비는 10:1, 초음파중합에너지는 91 W, 초음파 처리시간은 80초로 고정한 후 실험하였다.
실험예 6: 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐의 크기 및 코어재 방출량 확인
실시예 6에 따른 리그닌-탄소나노튜브 마이크로캡술의 크기분포와 코어재 방출량을 확인하여 도 10a 내지 10b에 나타내었다.
도 10a 내지 도 10b는 각각 실시예 6에 따라 제조된 리그닌 마이크로 캡슐의 공초점 현미경 사진이다. 특히, 도 10a는 코어재인 탄소나노튜브가 분산된 올리브 오일 에 형광물질인 쿠마린 6(Coumarin 6)을 포함하여 제조한 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐을 촬영한 공초점 현미경 사진이다. 도 10a 및 10b 를 참조하면 벽재로서 리그닌을 포함하며 코어재로서 탄소나노튜브가 분산된 올리브 오일을 포함하는 리그닌-탄소나노튜브 마이크로 캡슐이 형성됨을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. 벽재로서 리그닌을 포함하고 코어재로서 오일 및 탄소재료 중 하나 이상을 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리그닌 마이크로 캡슐은 10nm 내지 1μm의 크기를 갖는 것인 리그닌 마이크로 캡슐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리그닌 마이크로 캡슐은 소수성 분위기 하에서 오일을 방출하는 것인 리그닌 마이크로 캡슐.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소재료는 탄소나노튜브인 리그닌 마이크로 캡슐.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브는 분산성 탄소나노튜브인 리그닌 마이크로 캡슐.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 리그닌 마이크로 캡슐은 소수성 분위기 하에서 탄소나노튜브를 방출하는 리그닌 마이크로 캡슐.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    자기회복 특성을 나타내는 리그닌 마이크로 캡슐.
  8. 리그닌, 오일 및 물을 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성하고 리그닌의 중합을 수행하여 리그닌 마이크로 캡슐을 제조하는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 에멀젼은 탄소재료를 더 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방법은 탄소재료가 분산된 오일을 형성하는 단계; 및 상기 탄소재료가 분산된 오일에 리그닌과 물을 첨가하여 O/W (oil in water) 에멀젼을 형성하는 단계를 포함하는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄소재료는 탄소나노튜브인 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    리그닌이 오일과 물을 포함하는 O/W (oil in water) 에멀젼에서 계면 중합되는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합은 초음파 중합을 통해 수행되는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 초음파 중합은 26 내지 91 W의 초음파 중합 에너지를 통해 수행되는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 초음파 중합은 40 내지 90초 동안 수행되는 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  16. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    에멀젼의 리그닌 농도는 5 내지 20 wt%인 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
  17. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    리그닌과 오일의 함량비(중량비)는 5:1 내지 20:1인 리그닌 마이크로 캡슐 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170133613A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 서울대학교산학협력단 금속 흡착제 및 이의 제조 방법
KR20190127150A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 주식회사 엘지화학 마이크로캡슐의 제조방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3410855B1 (en) 2016-02-05 2022-06-08 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Lignin biomaterial as agricultural drug carrier
CN106689176B (zh) * 2016-12-02 2019-05-14 华南理工大学 一种以工业木质素为壁材的咪鲜胺微胶囊及其制备方法
CN108837779B (zh) * 2018-06-04 2021-01-19 华南理工大学 一种离子交联的木质素微胶囊及其制备方法
CN109231400B (zh) * 2018-10-08 2021-09-21 华南理工大学 一种用于处理水体富营养化的悬浮木质素微胶囊及制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008119684A (ja) 2006-10-19 2008-05-29 Sumitomo Chemical Co Ltd マイクロカプセルの製造方法及びマイクロカプセル組成物
US9050580B2 (en) 2006-10-19 2015-06-09 Sumitomo Chemical Company, Limited Method for production of microcapsule
KR100963467B1 (ko) * 2007-10-30 2010-06-17 포항공과대학교 산학협력단 자가치유 전도성 복합체
EP2364773A1 (de) 2010-03-12 2011-09-14 Follmann & Co. Gesellschaft für Chemie-Werkstoffe und -Verfahrenstechnik mbH & Co. KG Verbesserte Mikrokapseln und ihre Herstellung
US8816007B2 (en) 2010-07-28 2014-08-26 Fpinnovations Phenol-formaldehyde polymer with carbon nanotubes, a method of producing same, and products derived therefrom
KR101449248B1 (ko) 2012-02-28 2014-10-08 부산대학교 산학협력단 자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170133613A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 서울대학교산학협력단 금속 흡착제 및 이의 제조 방법
KR20190127150A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 주식회사 엘지화학 마이크로캡슐의 제조방법

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