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"물속에서 더 강력해진다" 습식 접착제 개발

정훈의 UNIST 교수 "생명공학 분야 등 광범위 활용"
유연하고 투명한 하이드로겔 마이크로후크 어레이 필름(위)과 하이드로겔 마이크로후크 어레이를 맞물리게 서로 잠근(lnterlocking) 다음, 물에 의해 잠금이 더 강해지는 걸 보여주는 그림.<사진=UNIST 제공>유연하고 투명한 하이드로겔 마이크로후크 어레이 필름(위)과 하이드로겔 마이크로후크 어레이를 맞물리게 서로 잠근(lnterlocking) 다음, 물에 의해 잠금이 더 강해지는 걸 보여주는 그림.<사진=UNIST 제공>

국내 연구팀이 축축한 표면에서 더 단단하게 달라붙는 접착제를 개발했다.

UNIST(울산과학기술원·총장 정무영)는 정훈의 기계항공 및 원자력공학부 교수 연구팀이 새로운 방식의 습식 접착제를 개발했다고 19일 밝혔다.

습식 접착제는 젖은 상태에서 서로 다른 물질을 붙이는 물질이다. 기존에는 물속에서 단단하게 달라붙은 홍합 단백질을 모방한 접착제 개발 등이 연구돼왔다. 하지만 화학처리가 필요하고, 한 번 붙이면 되돌릴 수 없다는 단점이 있다.

연구팀은 미세구조를 이용해 이런 문제를 모두 해결했다. 표면에 볼록하게 솟은 미세구조들이 서로 맞물리면서 달라붙도록 만들었다. 미세구조를 이루는 고분자인 '하이드로겔'은 물을 먹으면 팽창하므로 습한 환경에서 접착력이 강해진다. 반대로 물기를 제거하면 원래 모양대로 되돌아오므로 다시 사용할 수 있다.

연구팀이 개발한 접착제는 구조적인 특징을 이용하므로 화학처리로 표면의 성질을 바꾸지 않아도 된다. 또 물기만 제거하면 모양이 원래대로 되돌아온다는 특징이 있다.

제1저자인 박현하 UNIST 기계공학과 박사과정 연구원은 "습식 접착제는 넓적한 머리에 얇은 기둥을 가진 미세구조가 표면에 펼쳐진 얇고 유연한 필름"이라며 "두 장을 겹치면 미세구조가 맞물리면서 접착력을 가지는데 물이 스며들면 하이드로겔이 사방으로 팽창해 더 단단하게 달라붙는다"고 설명했다.

정훈의 교수는 "이번 기술은 기존 접착제가 가지지 못한 새로운 특징을 보였다는데 큰 의미가 있다"라며 "물기가 많은 환경에서 써야 하는 생명공학 분야 접착제를 비롯해 습한 환경에서 안정적이고 강력한 접착제로 광범위하게 응용될 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 'ACS 매크로 레터스(ACS Macro Letters)'에 12월호 표지 논문으로 게재됐다. 또 논문은 기존 통념을 깨뜨린 연구로 평가받으며 '미국화학회 편집자의 선택(ACS Editor’s choice)'에도 뽑혔다.
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