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[News] 성균관대 공동연구팀, 수분 저항성 갖춘 친환경 접착제 개발

Writer : Center for Neuroscience Imaging Research RegDate : 2022-01-17 Hit:802

기존 접착제보다 10배 이상 높은 접착력 보유

 

[한국대학신문 이원지 기자] 기존의 상업용 접착제는 높은 접착력으로 인해 산업ㆍ건축 등 많은 분야에서 사용되지만 수분이 있는 환경에서 접착력이 약하고 한번 떨어지면 접착력을 잃는 부분이 도전과제로 남아있다. 또한 생태계와 인체에 유해한 휘발성 유기화합물과 같은 부산물의 독성이 문제가 된다. 최근 해양생물에서 영감을 받아 카테콜ㆍ갈롤 결합 중합체를 이용한 하이드로젤 기반 접착제가 개발됐는데 여전히 변형에 대한 기계적 강도ㆍ습기와 열 같은 외부 영향에 저항하는 접착강도에 대한 개선이 필요하다.

 

 

신미경 교수, 손동희 교수


 
성균관대학교(총장 신동렬) 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 전자전기공학부 손동희 교수 공동 연구팀(제1저자 최연선, 강규민)은 녹차 추출물의 올리고머를 활용해 고밀도 재료의 응집력과 접착력을 동시에 높여 안정적으로 사람-로봇 인터페이스를 연결시킬 수 있는 친환경 고분자 접착제(Instantaneous polymeric adhesive with high strain tolerance)를 개발했다.

이 접착제는 사람의 움직임을 수중에서도 안정적으로 감지하고 인체와 생태계에 유해한 휘발성 유기화합물을 전혀 발생시키지 않는다.

연구팀이 개발한 친환경 접착제는 녹차 추출물인 에피갈로카테킨갈레이트(EGCG)의 올리고머와 생체적합성을 갖는 고분자인 폴리에틸렌글라이콜로 구성되어 있다. 두 가지 구성 성분이 수소결합을 통해 물이 상층액으로 빠져나오면서 고밀도로 응집력과 접착력을 동시에 보유한 접착제가 형성되고 수중 환경에서도 안정적이고 가역적으로 접착력을 유지해 사람-로봇 인터페이스로써 정확한 신호 전달이 가능하다.

연구팀은 폴리페놀을 선형구조를 가지는 올리고머로 접착제를 제조했을 때 기존에 가장 많이 사용해왔던 가지형 폴리페놀 탄닌산과 단분자 형태의 EGCG와 카테킨으로 만든 접착제와 비교해 10배 이상의 높은 접착력을 보유하는 접착제를 만들 수 있음을 확인했다. 또한 다양한 유기, 무기 표면에서도 높은 접착력을 확보했다.

본 연구에서 개발한 강력한 수분 접착성을 보유한 접착제는 건조환경과 수중환경 모두에서 딱딱한 센서와 유연한 장갑의 기계적 물성을 연결해줄 수 있는 계면소재로 사람의 움직임에 의한 기계적 변형을 센서가 안정적으로 감지할 수 있게 했다. 반면 기존의 3M 테이프는 건조환경과 수중환경 모두에서 탄닌산 기반 접착제는 수중환경에서 센서와 장갑의 분리되어 센서가 변형을 정확히 감지할 수 없었다. 이를 통해 본 연구의 녹차 추출물 기반 접착제가 다양한 환경에서 사람-로봇 인터페이스를 안정적으로 연결할 수 있음을 확인했다.

본 연구는 기초과학연구원, 과학기술정보통신부-한국연구재단기초연구사업, 범부처전주기의료기기연구개발사업 과제 및 4단계 두뇌한국(BK)21사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 국제 학술지인 에 10일 게재됐다. 논문명은 ‘Molecular Rationale for the Design of Instantaneous, Strain-Tolerant Polymeric Adhesive in a Stretchable Underwater Human–Machine Interface’이다.

출처 : 한국대학신문 - 409개 대학을 연결하는 '힘'(http://news.unn.net/news/articleView.html?idxno=522707)


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