Stimuli responsive polymers have been drawn interests in various fields, due to their ability to change structures and physical or chemical properties in response to external stimuli. Among them, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) is one of the most widely studied synthetic polymers showing LCST behavior in aqueous solution. While much research effort has been focused on polymer network formation with mussel-inspired polymers, catechol functional groups in the mussel-inspired polymers show interesting behavior of pH dependent metal ion chelation. In this study, we have synthesized dual responsive copolymer systems consisting of thermo-responsive PNIPAM and metal ion-responsive poly(dopamine acrylamide) (PDA) by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization method. The metal ion induced hydrogel formation was conducted with random copolymer Poly(NIPAM-co-DA), and thermo-responsive swelling-deswelling property was studied. Furthermore, self-assembly of amphiphilic diblock copolymer of PNIPAM-b-PDA was carried out to investigate the morphology transition depending on temperature. These tunable temperature responsive copolymer systems are expected to find applications in drug delivery systems, sensors and actuators.
자극감응성 고분자는 외부 자극에 의해 구조나 물리적, 화학적 특성이 변한다는 장점을 갖기 때문에, 여러 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 그 중, 폴리(N-아이소프로필아크릴아미드) 는 낮은 임계 용액 온도 특성을 보이는 대표적인 합성 고분자이다. 또한 홍합 유래 고분자는 고분자 네트워크 형성에 있어 많은 연구가 이루어지고있다. 카테콜 작용기는 pH 변화에 따라 금속이온 킬레이팅 상태가 변하는 흥미로운 특성을 나타낸다. 본 학위 논문에서는 가역적 사슬 전달 중합을 이용하여 온도감응성 폴리(N-아이소프로필아크릴아미드) 와 금속이온감응성 폴리(도파민 아크릴아미드)로 이루어진 이중자극감응성 공중합체를 합성하였다. 첫째, 랜덤 공중합체의 금속이온을 통한 하이드로겔 형성을 진행하였으며, 온도감응성 팽창-수축 특성을 연구하였다. 둘째, 블록 공중합체를 이용하여 자기조립체 형성에 대한 연구를 하였으며, 온도에 따른 형태 변화를 관찰하였다. 이러한 조절 가능한 온도감응성 공중합체는 약물 전달, 센서, 액추에이터 등에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
