Hydrogels are materials formed by the physical or chemical crosslinking of hydrophilic polymers, which acquire diverse functionalities based on their composition. By adjusting properties such as flexibility, stretchability, shrinkage, and expansion, functional hydrogels can be synthesized, enabling their use in various hydrogel-based fabrication. This dissertation presents the application of these functional and tunable properties of hydrogels in different fields. We introduce a technique for inserting chemical patterns onto the curved surfaces of hydrogels and implementing the attachment of functional materials to these patterns. Additionally, we utilize the shrinkage property of hydrogels to repeatedly shrink 3D-printed structures, allowing for the production of more refined structures in various sizes and materials. Furthermore, we demonstrate the creation of complex assembled structures through macroscopic and selective self-assembly between hydrogel blocks.
하이드로젤은 친수성 고분자가 물리적 혹은 화학적 결합을 통해 가교를 이루는 물질로, 구성 물질에 따라 다양한 기능성을 지니게 된다. 유연성, 신축성, 수축 및 팽창성 등의 특성을 조절하여 기능성을 가지는 하이드로젤을 합성함으로써 다양한 하이드로젤 기반 제조 기술에서 활용이 가능하다. 본 학위 논문에서는 이러한 하이드로젤의 기능성과 특성 조절성을 바탕으로 다양한 분야에서의 활용을 제시한다. 하이드로젤의 구부러진 표면에 화학적 패턴을 삽입하는 기술울 제시하고, 패턴에 기능성 물질의 부착을 구현한다. 또한, 하이드로젤의 수축성을 이용하여 3D 프린트로 제작된 구조체를 반복 수축하여 더 미세화된 구조체를 다양한 사이즈, 재료로 제작하는 방법을 제시하였으며, 하이드로젤 블락 간의 거시적이고 선택적인 자가조립을 통해 복잡한 조립 구조체의 제작을 구현한다.
