문어빨판 모방 패치소재 개발한 방창현 교수 ‘이달의 과학기술인상'

2019.04.03 00:00
이미지 확대하기이달의 과학기술인상을 받은 ′이달의 과학기술인상′ 4월 수상자로 방창현 성균관대 화학공학고분자공학부 교수
이달의 과학기술인상을 받은 '이달의 과학기술인상' 4월 수상자로 방창현 성균관대 화학공학고분자공학부 교수

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 '이달의 과학기술인상' 4월 수상자로 방창현 성균관대 화학공학·고분자공학부 교수를 선정했다. ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정한다. 수상자는 과기정통부 장관상과 상금 1000만 원을 받는다. 

 

과기정통부는 "방 교수가 문어 빨판의 독특한 3차원 구조를 밝히고, 이를 모사해 화학접착제 없이 탈부착이 가능한 고점착 패치 소재를 개발한 공로를 인정받았다"고 설명헀다. 

 

최근 반도체 공정이나 의료용 소재‧소자 산업계에서는 건조하거나 습한 환경에서도 사용 가능하고, 굴곡진 피부 표면에 부착해 사용자의 정보를 수집하거나 진단 및 치료에 활용할 수 있는 점착소재의 필요성이 커졌다. 

 

하지만 기존의 화합물 기반 접착제는 습한 표면 환경에서 점착력이 급격히 떨어지고 반복적인 탈부착이 어려운 데다가, 소재 표면에 오염과 손상을 일으키는 단점이 있었다. 그래서 높은 청정도를 요구하는 반도체 생산 공정과 피부에 직접 사용하는 의료 패치로 사용하는 데 한계가 있었다.

 

방 교수는 동물에서 아이디어를 얻었다. 문어 빨판의 미세 돌기가 물속 환경에서도 흡착력을 증가시킨다는 새로운 이론을 증명했다. 이를 응용해 다양한 환경에서 탈부착이 가능하며 오염물을 남기지 않는 신개념 패치 소재 개발에도 성공했다. 

 

연구팀은 기존의 전자빔 가공 등에 비해 공정이 단순한 용액공정을 기반으로 문어 빨판 모사한 점착소재 제조공정을 개발했다. 또 공초점 현미경을 이용해 미세 입체구조 내부에서 물 분자들이 거동하는 형태를 관찰, 증명하고 수학적 모델을 통해 검증했다.

 

방 교수팀이 개발한 문어 빨판 모사 패치는 물이나 실리콘 오일 속 유리 표면, 습한 피부 등 다양한 표면 환경에서 모두 높은 점착력을 유지했다. 또 1만회 이상 반복적인 탈부착 실험에서도 성능을 유지했다. 게다가 점착 표면에 오염물을 남기지 않는다는 장점도 있다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’에 2017년 6월 실린 바 있다.

 

방 교수는 “습한 환경 및 피부 표면에서 끈적이는 화학접착제 없이 반복적으로 탈부착이 가능한 고점착 패치 소재를 개발했다는 점에서 의미가 있다”라며 “향후 청정 전자 소재 산업과 의료용 패치, 진단 치료용 착용형 기기, 장기 조직 봉합 및 치료용 패치 등 다양한 분야에서 쓰일 것으로 기대된다"고 밝혔다.

 

이미지 확대하기문어 빨판이 들러붙는 원리와 방 교수팀이 모사해 개발한 패치. 한국연구재단 제공
문어 빨판이 들러붙는 원리와 방 교수팀이 모사해 개발한 패치. 한국연구재단 제공

 

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