문어 빨판이 들러붙는 원리(위). 방 교수팀이 모사해 개발한 패치(아래). [출처 과기정통부 제공]

[헤럴드경제=이정아 기자] “문어의 팔은 단순한 점착뿐만 아니라 촉수의 자유로운 움직임, 주변의 힘과 냄새를 맡을 수 있다고 합니다. 다재다능한 문어의 팔을 모사하여 새로운 산업과 의료시스템을 개발하고 싶습니다.”

문어 빨판의 독특한 3차원 구조를 밝히고, 이를 모사하여 화학접착제 없이 탈부착이 가능한 고점착 패치 소재를 개발한 방창현 성균관대학교 화학공학·고분자공학부 교수가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 이달의 과학기술인상 4월 수상자로 를 선정됐다.

최근 반도체 공정 및 의료용 소재·소자 산업이 발전하면서 건조하거나 습한 환경에서도 사용 가능하고, 굴곡진 피부 표면에 부착해 사용자의 정보를 수집하거나 진단 및 치료에 활용할 수 있는 청정한 점착소재 개발의 필요성이 커지고 있다.

하지만 기존의 화합물 기반 접착제는 습한 표면 환경에서 점착력이 급격히 떨어지고 반복적인 탈부착이 어려웠다. 소재 표면에 오염과 손상을 일으키는 단점도 있었다. 이로 인해 기존 접착제는 높은 청정도를 요구하는 반도체 생산 공정과 피부에 직접 사용하는 의료 패치로 사용하는데 한계가 있었다.

이에 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 증명하고 수학적 모델을 통해 검증했다. 문어 빨판의 미세 돌기가 물속 환경에서도 흡착력을 증가시킨다는 새로운 이론이 마련된 것이다.

개발된 문어 빨판 모사 패치는 물이나 실리콘 오일 속 유리 표면, 습한 피부 등 다양한 표면 환경에서 모두 높은 점착력을 유지했다. 1만회 이상의 반복적인 탈부착 실험에서도 성능을 유지했다. 또 점착표면에 오염물을 남기지도 않았다.

방창현 교수는 “향후 청정 전자 소재 산업과 의료용 패치, 진단 치료용 착용형 기기, 장기 조직 봉합 및 치료용 패치 등 다양한 분야에서 세계적 선도 연구를 수행하는데 주력할 것”이라고 말했다.

이 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’에 2017년 6월 실린 바 있다.

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