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마이크로겔의 새로운 응용

전문가 제언: ○ 자극응답성 겔을 중심으로 한 여러 가지 기능성 겔에 대한 연구가 널리 진행되고 있으며, 특히 최근에는 심장 박동과 같이 일정조건 하에서 자발적인 리듬 운동을 행하는 새로운 겔 시스템이 개발되고 있다. 종래의 자극응답성 겔과는 달리 외부 자극의 on-off 없이도 팽윤수축진동이 실현되고 있다. 새로운 바이오-미메틱(bio-mimetic) 재료의 일례이다.

○ 용액조성, 온도, pH 변화 등의 외부환경변화에 대하여 고분자겔이 가역적 내지는 불연속적으로 그 체적을 변화시키는 현상(체적 상전이 현상)이 발견된 이후, 겔을 인공근육이나 액츄에이터(actuator), 자극응답성 DDS, 분리정제용 소재, 세포배양기재, 바이오센서, 형상기억재료 등 기능성 재료로서 이용하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.

○ 최근에는 마이크로머신이나 나노테크놀로지 분야에서도 겔의 유용성이 나타나, 나노분석·진단, 약물 타겟팅(targeting), 재생의료, 혈관 내 수술 등의 첨단의료, μTAS, Lab-on-a-chip 등의 기술에도 점차 이용되고 있다. 초분자량 구조를 포함한 나노사이즈의 분자설계에 의해 독특한 자극응답성 발현시키는 합성기술뿐만 아니라 생체운동, 물질수송·방출, 정보교환·전달, 분자인식기술 등을 모방한 마이크로 나노재료 시스템 구축과 관련된 연구가 주목을 받고 있다.

○ 심장과 같이 자발적으로 리듬 운동을 하는 새로운 기능성 겔이 설계·구축되고 있다. 현재 생체조건 하에서 기능을 발현시키기 위한 분자설계가 시도되고 있다. 수 미크론 사이즈의 겔 입자를 활용하는 대신에 나노미터 사이즈의 팽윤수축진동, 미가교 직쇄상 고분자를 사용하는 것 보다는 고분자 하나의 분자쇄가 주기적인 신축진동을 일으키는 것도 실현되고 있다. 이러한 것들은 주기적 운동 리듬을 일으키는 나노운동소자(즉 나노진동자)로서 흥미를 끌고 있고, 향후 여러 가지 분자 머신(machine)으로의 전개가 기대되고 있다.

저자: Das, M; Zhang, H; Kumacheva, E
자료유형: 학술정보