KIC News, Volume 20, No. 2, 2017
KIC News, Volume 20, No. 2, 2017 93
재료의 수명을 향상시킬 수 있는 새로운 방법에 대한 연구 결과
베크만 첨단과학기술 연구소(Beckman Institute for Advanced Science and Technology)의 연구진은 스 스로 수복되는 폴리머를 개발하는데 성공했다. 대부분의 생물은 상처를 받으면, 스스로 치유하고 부상에서 회복될 수 있다. 그러나 무생물이 손상을 받으면, 그들의 기능성을 잃어버리거나 유효 수명 주기가 단축된다.
이번 연구진은 이것을 변화시킬 수 있는 새로운 연구를 수행했다.
이 연구는 환경에 반응하고 손상으로부터 수복되고 유용성이 끝나면 스스로 파괴될 수 있는 합성 물질을 만드는데 중점을 두었다. 또한 이 연구는 자가 치유 폴리머의 개발에서부터 폴리머의 수명 주기를 제어하는 분야까지 다루었다. 기존의 대부분의 연구는 마이크로캡슐을 기반으로 진행되었다. 이런 마이크로캡슐은 액 체로 채워진 작은 구체이고, 이런 액체는 특정 환경적 변화(물리적 손상, 과도한 온도)에 노출될 때 자동적으 로 방출된다.
수년 동안에 마이크로캡슐을 통합시킬 수 있는 새로운 방법을 개발함으로써, 과학자들은 페인트와 코팅 속 의 미세한 손상을 수복하고 압력을 받을 때 색상이 변하고 균열을 재접합하고 전기 전도성을 회복할 수 있는 폴리머를 만들 수 있었다. 이번 연구진은 폴리머 속에 혈관 네트워크를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 개발했다. 이런 네트워크는 치유제를 몇 번에 걸쳐서 제공할 수 있고 열적 또는 자기적 특성들을 변화시킬 수 있고 재료 속의 유용한 화학적 상호작용을 촉진할 수 있다. 이 연구결과는 재료 속의 대규모 손상을 수복 하는데 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
연구진은 특정 환경 신호가 주어질 때 스스로 파괴될 수 있는 재료를 만들려고 노력하고 있다. 이 연구는 고 온, 물, 자외선 등과 같은 조건으로 재료의 분해를 촉진할 수 있을 것이다. 그래서 이런 재료들은 재활용될 수 있도록 빠르게 분해되고, 이로 인해서 전자 폐기물을 줄이고 지속 가능성을 향상시킬 수 있을 것이다.
이런 분야의 기술은 많은 발전이 이루어지고 있지만, 아직 실제 적용하기에는 몇 가지 난관을 극복해야 한 다. 향후에는 여러 가지 기능성을 동시에 가진 재료 시스템이 개발되어야 할 것이고, 이 연구는 이런 기술 개 발을 위한 초석이 될 것이다. 이 연구결과는 저널 Nature에 “Polymers with autonomous life-cycle control”이라는 제목으로 게재되었다(DOI : 10.1038/nature21002).
출처 : http://phys.org/news/2016-12-lifecycle-materials.html 작성 : 김 상 범 (경기대학교)