KIC News, Volume 20, No. 1, 2017
KIC News, Volume 20, No. 1, 2017 61
오사카대, 패인 부분도 잘린 부분도 자기 수복되는 코팅 재료 개발 - 자동차 코팅부터 지혈 시트까지 폭넓은 분야에서 제품화 기대 -
일본 내각부 종합과학기술혁신 회의가 주도하는 혁신적 연구개발 추진 프로그램(ImPACT)의 일환으로 오사카대학(大阪大学) 대학원 이학연구과 기초이학프로젝트 연구센터 하라다 아키라(原田 明) 교수 등의 연구 그룹은 지금까지 없었던 새로운 디자인 원리의 자기 수복 재료를 개발했다.
기존의 자기 수복 재료는 패인 부분도 원래대로 돌아오는 재료 자체의 특성을 이용한 것이나 끊어져도 연결되는 결합을 이용한 것이 주류였다. 한편, ‘딱딱한 재료는 상처가 나면 수복하기 어렵다’는 문제가 해 결되지 않아, 이 문제를 해결하는 새로운 설계 원리의 자기 수복 재료의 개발이 요구되었다.
연구진은 ‘폴리로택산(Polyrotaxanes)’이라는 특수한 구조의 고분자를 기반으로 하여, 그 사이에 끊어져 도 연결되는 가역적인 결합을 도입한 설계의 자기 수복 재료를 개발했다(Figure). 이 재료는 용매를 함유한 상태에서는 절단하고, 재접촉시켰을 때 10분 이내 복구율이 원래의 80% 이상까지 회복되었으며, 용매를 함유하지 않은 필름 상태에서는 표면에 난 상처가 30분 이내 거의 100%까지 회복되는 매우 빠르고 효율 적 자기 수복성을 나타내는 것을 확인했다.
본 성과는 자기 수복 재료의 설계 지침에 새로운 가능성을 연 것으로, 코팅 등 화학 제품에서 의료용 재 료에 이르기까지 광범위한 분야에서 응용이 기대된다. 본 연구 성과는 2016년 11월 11일 종합 화학 저널 Chem에 게재되었다(※발표논문참조).
※ 발표논문 : Masaki Nakahata, Shoko Mori, Yoshinori Takashima & Hiroyasu Yamaguchi & Akira Harada, “Self-Healing Materials Formed by Cross-Linked Polyrotaxanes with Reversible Bonds”, Chem, 10 November 2016
DOI: 10.1016/j.chempr.2016.09.013
Figure. 폴리로택산의 끈 모양 분자를 따라 존재하는 고리 분자의 움직임을 이용한 ‘물리적 자기 수복’의 개념과 분자 수
준에서 끊어져도 연결되는 가역적 결합을 이용한 ‘화학적 자기 수복’의 개념, 이를 조합한 자기 수복 재료의 개념도.
출처 : 2016.11.11. JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20161111/index.html) 작성 : 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
