스피로피란 기반 친수성 가교제를 활용한 다중 자극 감응형 하이드로젤

Multi-responsive hydrogel cross-linked synthesized spiropyran-based hydrophilic cross-linker

온도;pH;빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저;폴리에틸렌 다이아크릴레이트(PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜;수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.

Stimuli-responsive hydrogels are being extensively studied to alter their physiochemical properties in response to external changes such as temperature;pH;light and mechanical stress. This study reports multi-responsive hydrogel having optical change response to external stress. First;we synthesized a novel spiropyran cross-linker successfully by grafting poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) on both side of spiropyran and introduced to hydrogel. In the results;the yellow spriopyran structure was conversed to purple merocyaine structure by internal stress during swelling of the hydrogels cross-linked with the SP-PEGDAs. Also;the hydrogel could be visualized the swelling and deswelling process in response to pH;by converting MC and prontonated MC structure.