제 7회화학탐구프런티어페스티벌제안서 팀명 : Burschenschaft ( 부르셴샤프트) 탐구주제 : 알긴산의흡습성과점착성에대한연구로아토피치료 가능성에대한탐구 & 천연화장품개발. 탐구동기 중학교 3 학년때, 학교에서주최하는과학전실험에참가하게되었는데그중내가맡 았던것은해초류성분의일종인알긴산나트륨을이용한젤리만들기였다. 우선실험방법 을간단히설명하자면 [ 준비물] : 알긴산나트륨, 열화칼슘, 물, 비커 개, 유리막대, 포스터물감, 전자저울, 주사기 3 비커에 98ml의따뜻한물을담고 g 의알긴산나트륨가루를넣고섞어준다. 잘섞여진비커 에준비된포스터물감중원하는색을넣고섞어준다. 비커에 99ml의따뜻한물을담고 g 의염화칼슘을넣고섞어준다. 4 준비된주사기로비커 를빨아들인후, 염화칼슘수용액이된비커 에분사한다. 5 작은병이나비닐팩에넣어액세서리로이용할수있다. 이실험에서알긴산나트륨이염화칼슘수용액과만나젤리가되고이렇게만들어진젤리 는물에녹지않는다는것을알고나는매우놀랍고신기했다. 또각종형형색색의젤리 로액세서리를만들어아이들의인기를한몸에받아과학전에서의많은실험들중당연 알긴산나트륨실험이으뜸이였다. 과학전이끝나고, 시간이지나도알긴산나트륨이계속 머릿속에맴돌던나는더자세하게조사를해보았고그로인해많은것을알수있었다. 우 선알긴산나트륨을알기전에먼저알긴산에대해알아보면, 알긴산은미역이나다시마와 같은해조류의 0~30% 를차지하는섬유질성분으로물에넣으면흐물흐물하고미끈미 끈한성질이있으며, 대개의경우칼륨, 나트륨(= 알긴산나트륨), 칼슘과결합해존재한 다. 알긴산나트륨은아이스크림의안정제, 케첩, 마요네즈, 소스등의점착제와유화제로 사용되며잼과젤리의겔등을형성하는데사용된다. 또흡습성이있어수분을오랫동안 유지하는데도움을준다. 나는요즘들어많이나타나고있는아토피의원인을혈액의탁 함으로보고아토피를예방& 치료할수있으면서화학약품을사용하지않아인체에해가 가지않는화장품을개발할수없을까생각하다알긴산나트륨을사용하려했으나피부에 부담이올수있는계면활정제와유화제로쓰이기때문에사용하지않고, 알긴산나트륨못 지않게흡습성이뛰어나고점착성이좋다고알려져있으며유화제로쓰이지않는알긴산 이가장적합하다고판단하여이렇게탐구해보았다.
. 탐구목적 알긴산의흡습성과점착성을관찰하고일반화장품에서쓰이는다양한흡습성, 점착성재료와비교해본다. 알긴산과천연재료의적당한배합량을탐구해본후, 다양한화장품을만들어기존의화장품의단점을극복했는지평가한다. 알긴산과천연재료를배합해천연화장품을만든후, 반아이들과아토피를앓고있는친구들에게사용을권하여기존의화장품과의차이를알아본다. 알긴산특유의냄새와아토피에고려하여향후상품화가능성이있는지평가해본다. 3. 탐구내용및방법 Ⅰ. 이론적배경및선행조사 ) 알긴산 -미역이나다시마와같은해조류의 0~30% 를차지하는섬유질성분으로물에넣으면 흐물흐물하고미끈미끈한성질이있으며, 대개의경우칼륨, 나트륨(= 알긴산나트륨), 칼 슘과결합해존재한다. ) 알긴산나트륨 - 식품의점착성및점도를증가시키고유화안정성을증진하며식품의물성및촉감을 향상시키기위한심품첨가물로안정제, 점착제, 청징데, 유화제, 증점제등으로사용됨. 3) 알긴산의가능성탐구 < 특성> 물에녹으면점성이있으며, 안정제및증점제로서그효과가우수하다. % 수용액의 ph는 6~8 이다. 수용액을고온에오래두면점도가떨어질수있으나, 80 이하에서는점도변화가없다. 3 알긴산나트륨은유화제로쓰이지만, 알긴산은유화제로쓰이지않는다. 4 수분을공급하고피부를진정시켜주는좋은팩이된다. 4) 알긴산추출 미역귀나다시마를반드시찬물( 뜨거운물불가) 에위로찰정도만부어 0시간우린 다. [ 제산제 ] 미역귀나다시마를찬소주에위로찰정도만부어 0 시간우린다. [ 찐득한스킨 ] < 출처:http://apronsday.tistory.com/730>
5) 피부각질층의구조 & 아토피의원인 피부각질층의구조는피부고유의보습보호기능을발휘하는데매우중요하며, 이중특히 각질세표간지질은각화된세포사이에서라멜라구조를형성하여단단한시멘트와같은 역학을함으로서이것이곧피부장벽기능의근원이되고있다. 각질세포간지질은세라마 이드, 콜레스트롤, 지방산등의지질성분으로구성되어있으며, 이중특히세라마이드전 체량의약 50% 이상이될정도로매우중요한성분이며, 피부장벽기능을주는보다근 원적인지질성분이라고할수있다. < 그림> 피부구조각질층구조 세라마이드는콜레스트롤, 지방산등과함께라멜라액정구조를형성함으로서피부장벽 기능을발휘하는튼튼한구조물을만들어준다. 따라서세라마이드에대한이상이생기면 장벽기는이약화되고, 이에피부고유의기능도떨어지게되고, 결과적으로여러가지 피부트러블이나피부질환이발생되거나피부증상이악화될수있다. 아토피피부염의경 우에는각질층내의세라마이드의감소가두드러지고, 이로인해피부장벽기능이떨어져 있다. 아토피피부염의발병원인은대개혈액의탁함으로혈액속의부족한미네랄성 분을보충해서백혈구, 적혈구활동을활발하게해줘야한다. 혈액에미네랄함량이부족 하면혈액은묽게되고썩게되고썩은곳에세균이서식하여그세균이염증을일으키면 서가려움등피부병이나타나는것이다. Ⅱ. () 점착성에대한연구 실험방법 < 일반화장품에서는사탕수수에서추출하며젤타입의화장품을만드는데쓰이기도하며 크림에첨가시펴짐성이좋은질감을만드는쟁탄검을사용하고, 요즘천연화장품을만 들때가장많이알로에베라겔을사용한다.> 그러므로일반화장품에쓰이는쟁탄검( 겔) 과알로에베라겔, 알긴산으로실험을전개한다. 같은크기의비커3 개를준비후, 같은양의물에각각 50g 씩섞는다.( 같은온도유지) 겔형태가되면일정량을준비된각각의샬레에붓는다. 3 빨대로일정한높이만큼빨아들인후, 겔이떨어지는속도및형태를관찰한다.( 빨대 Ⅲ. 가섞이지않도록한다.) 흡습성에대한연구 () 실험방법
일반화장품에쓰이는쟁탄검( 겔) 과알로에베라겔, 알긴산으로실험을전개한다. 같은크기의비커3 개를준비후, 같은양의물에각각 50g 씩섞는다.( 같은온도유지) 겔형태가되면일정량을준비된각각의샬레에붓는다. 3 각각의샬레에똑같은크기로자른거름종이를고정시키고, 일정시간동안흡수되 는정도를관찰해본다. Ⅳ. 실용화에관한연구 천연화장품의재료와알긴산을섞어화장품을만든후, 실험을전개한다. [ 젤스킨만들기] cf..00g(ml) 을기준으로한재료임. 정제수50g, ( 알로에베라겔대신) 알긴산 45g, 글리세린 3g, 녹차추출물 g, 천연방부제 g, 네롤리ED3 방울, 라벤다ED 방울 알긴산과글리세린, 녹차추출물, 천연방부제를넣고잘젓는다 알긴산과덩어리가잘풀어지지않으면블랜더로살짝돌려주면편하다. 3 에정제수를부어적당한점도를맞추고아로마오일을섞어용기에담는다. 4 < 계면활성제반응실험 > : 화장품은유성원료와수성원료의조화에따라그성질이나사용감에큰차이가나게 된다. 이렇게서로다른두가지성질의물질이잘섞일수있도록도와주는물질이계 면활성제인데, 이것은우리인체에해롭다고한다. 그리하여물과기름을일정량넣은 비커에, 만들어진화장품을일정량넣고섞은후, 물과기름이섞였는지섞이지않았는지 관찰한다.( 물과기름이섞여있으면계면활성제, 섞여있지않으면계면활정제아님.) 5 천연젤스킨의검증을끝낸후, 동안사용한후, 경과를지켜보며설문조사를해본다. [* 응용] 반아이들과아토피환자들에게사용을권하고한달 블루베리에포함된안토시아닌을추출하여위의천연젤스킨에첨가시켜만들어본다. 안토시아닌의효과 항산화제역할 노화방지 3 피부색소침착의원인인멜라닌생성을감소 [ 결과] : 안토시아닌을젤스킨에첨가시키므로써아토피치료& 예방뿐만아니라화학약품이아 닌천연소재로외모를부담없이가꾸어준다. 4. 예상되는결과 알긴산의점착성이쟁탄검보다높고알로에베라겔과같아젤스킨유지가오래갈것이다. 알긴산의흡습성이쟁탄검과알로에베라겔보다높아피부흡습성을높여줄것이다. 안토시아닌을첨가한젤스킨으로피부노화를방지하고, 피부색소침착의원인인멜라닌생성을감소시켜하얀피부를유지해줄것이다. 계면활성제반응실험에서물과기름이분해되지않을것이다. 천연성분으로아토피환자들의피부트러블이생기지않고, 오히려알긴산으로수분유지가되어아토피를치료& 예방해줄것이다.