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최신 점탄성 측정기술(비파괴,비접촉)을 이용한 Soft Material 분야의 응용사례 소개

영우사이언스가 “2024 KOREA LAB” 전시기간 중 발표한 ‘최신 점탄성 측정기술(비파괴,비접촉)을 이용한 Soft Material 분야의 응용사례 소개’의 세미나 내용은 다음과 같다.

[ 개요 ]
세미나에서 소개한 ElastoSens™ Bio 장비는 2009년도에 캐나다에 설립된 Rheolution Inc. 회사에서 공급하고 있으며, 생명과학, 생물의학, 화학, 고분자, 제약 등 다양한 분야에서 사용되는 연성 재료(Soft Material)의 점탄성(Viscoelastic properties)을 측정하기 위해 특별히 개발된 기계적 특성(Mechanical Properties) 측정 장비이다.

본 장비의 주 용도는 시간, 온도, 광(UV) 자극의 조건 하에서 시료의 유변학적 거동이 어떻게 변하는지를 실시간으로 측정하며 모니터링 할 수 있는 장비이다.
얻을 수 있는 기계적 특성(Mechanical Properties) 데이터는 G’, G“, loss tan, rate, 시료 높이 변화 등이다.

특히 연질 재료의 겔화(Gelation) 또는 분해(Degaradation) 과정을 실시간으로 모니터링 하는데 유용하게 사용할 수 있으며, 비파괴, 비접촉 기술을 이용함으로써 기계적 특성 데이터의 재현성 증가와 감도 향상을 가져올 수 있다.
장비 구성은 컴팩트한 본체와 사용하기 쉬운 소프트웨어 그리고 특허의 샘플 홀더로 이루어져 있으며, 전문 지식이 없어도 2-3시간 교육으로 사용할 수 있는 편리한 기기이다.

[ 기존의 점탄성 측정 장비와의 차이점 ]
현재 점탄성과 같은 기계적 특성 측정을 위하여 회전식 레오미터(Rheometer) 또는 압축테스터(Compression Tester)를 주로 이용하고 있다.

회전식 레오미터는 점성이 있는 액체의 기계적 특성을 측정하는데 주로 이용되고 있고, 압축테스터기는 단단한 고체 물질의 기계적 특성을 측정하는데 주로 이용되고 있다.

이와 달리 ElastoSens™ Bio 장비는 부드러운 고체 및 액체인 연성 재료(Soft Material)의 기계적 특성을 측정하는데 주로 사용하고 있다.

[ 시료의 측정 방법 및 측정 원리 ]
- 먼저 샘플 홀더(Sample Holder)에 샘플을 넣은 후 장비 본체에 샘플 홀더를 장착한다.
- 소프트웨어에서 실험조건(시간, 온도, UV파장)을 입력한 후 측정을 시작한다.
- 샘플에 미세한 진동(Vibration)이 실행된다.
- 미세한 진동으로 인하여 샘플에서 발생하는 동적인 반응(Dynamic Response)를 장비 내부에 장착된 레이저 프로브(Probe)에서 측정을 하게 된다.
- 소프트웨어에서 기계적 특성 값인 G’, G“, loss tan, rate, 등을 확인한다.

[ 장비의 주요 특징 ]
- ElastoSens™ Bio의 모듈성 덕분에 하나의 소프트웨어로 최대 5대의 장비까지 동시에 제어할 수 있고 데이터를 처리할 수 있다.
- 온도 제어는 기본 모델은 20도~50도까지이며, 어드밴스드 모델은 4도~70도까지이다.
- 3개의 UV 파장(옵션사항)을 선택하여 실험할 수 있다. 365nm, 385nm, 405nm 세가지 파장이 기본값으로 제공이 되며, 각 파장의 세기와 ON/OFF를 선택하여 사용할 수 있다.

[ 응용 분야 ]
- 하이드로겔(Hydrogels): Formulation and Degradation
- 조직 공학(Tissue engineering)
- 혈액응고제(Hemostatic Agents & Blood Coagulation)
- 3D 바이오프린팅(3D Bioprinting)
- 광가교(Photocrosslinking)
- 생체재료 기계적 특성(Mechanical properties of Native tissues)
- 초흡수성 고분자(SAP: Superabsorbent Polymers)

[ 응용 사례 ]
Figure1. Hydrogel Formulation, Degradation and Cell remodeling

Figure2. Photocrosslinking Kinetics

‘최신 점탄성 측정기술을 이용한 Soft Material 분야의 응용사례 소개’에 관한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 영우사이언스를 통하여 확인할 수 있다.

Reference(참고문헌/참고자료): ElastoSens™ Bio 카다로그.

Model Name(모델명): ElastoSens™ Bio
The Person in Charge(담당자): Seong-nyang Wi
Maker(제조사): Rheolution inc.
Country of Origin(원산지): Canada
e-mail: sales@ywscience.com
Data Services(자료제공): YOUNGWOO SCIIENCE

<이 기사는 사이언스21 매거진 2024년 8월호에 게재 되었습니다.>

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