압전 특성을 가지는 다공성 고분자 구조체는 기계적 자극을 전기 신호로 변환할 수 있는 특성을 바탕으로 생체 재료 및 조직공학 응용 분야에서 주목받고 있다. 그러나 기존의 다공성 구조체 제작 공정은 기공 구조의 제어, 구조적 일관성 유지, 공정 재현성 확보 측면에서 한계를 보이며 복잡한 공정 조건을 필요로 하는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 설탕 입자를 압축 성형한 각설탕을 기공 템플릿으로 활용하여 다공성 Poly (vinylidene fluoride) (PVDF) 압전 스펀지를 쉽고 재현성 있게 제작하는 공정을 제안한다. 각설탕 템플릿의 입자 크기를 조절함으로써 스펀지의 기공 크기와 분포를 효과적으로 제어할 수 있으며, 균일한 개방 기공 네트워크를 형성할 수 있다. 제작된 스펀지는 설탕 입도 차이에 따른 기공 구조 및 분포, 기계적 거동과 압전 특성을 중심으로 평가되었으며, 이를 통해 구조체의 물성과 기능적 유효성을 확인하였다. 본 연구는 간단하면서도 재현성 높은 다공성 구조체 제작 전략과 함께 정량적 분석 방법을 제시함으로써, 압전 고분자 기반 생체재료 플랫폼 개발에 있어 공정 접근성과 실용성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
Porous polymeric structures with piezoelectric properties have attracted considerable attention in the fields of biomaterials and tissue engineering due to their ability to convert mechanical stimuli into electrical signals. However, conventional fabrication methods for porous structures often face limitations in controlling pore architecture, maintaining structural uniformity, and achieving process reproducibility, in addition to requiring complex processing conditions. To address these issues, we propose a facile and reproducible fabrication method for porous poly (vinylidene fluoride) (PVDF) piezoelectric sponges using molded sugar cubes as sacrificial pore templates. By adjusting the particle size of the sugar templates, the pore size and distribution of the sponges could be effectively controlled, and a uniform open-pore network was achieved. The fabricated sponges were evaluated with a focus on pore morphology, mechanical behavior, and piezoelectric performance depending on the sugar particle size, and these evaluations confirmed the structural properties and functional efficacy. This study presents a simple and reproducible fabrication strategy along with a quantitative analysis method for porous structures, which is expected to enhance process accessibility and practical applicability in the development of piezoelectric polymer-based biomaterial platforms.
