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나노겔 공학에 의한 나노 바이오재료 설계

전문가 제언: ○ 고분자 겔은 고체와 액체의 중간 성질을 나타내고, 유연하면서(soft) 습윤성(wet) 재료로서 학술적으로 높은 관심을 모으고 있다. 또한 이미 식품이나 일용품, 의약품 등에 이용되고 있고 환경, 에너지 분야까지 폭넓은 응용연구가 진행되고 있다. 최근에는 바이오재료나 센서, 배터리, 마이크로 디바이스 등의 첨단기술의 새로운 조류에도 크게 기여하고 있다.

○ 용액조성, 온도, pH 변화 등의 외부환경변화에 대하여 고분자 겔이 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.

○ 구조변화를 광학변화로 정보 변환할 수 있는 구조색 겔이나 심장의 고동과 같이 움직이는 자력 진동 겔 등, 바이오 유래 재료로서의 연구도 활발하다. 종래 팽윤 겔은 역학적 강도가 아주 낮아 실용화에 장벽이 되어 왔다. 그러나 최근에는 유기무기 하이브리드 구조나 더블 네트워크(DN: Double Network) 구조, 폴리로텍산(polyrotaxane) 구조, 균일 망상 구조를 도입함으로써 경이적인 역학 특성을 나타내는 겔도 보고되고 있다.

○ 예전부터 실용화되어 있는 고분자 겔이 고분자의 기초과학이나 환경?에너지?의료?나노기술 분야의 최첨단 기술로 관여하여 새로운 소프트 재료로서 지위를 확립해 나가고 있다. 또한 생명현상과 관련된 겔 연구는 장대한 꿈을 느끼게 하고 있다. 나아가 새로운 합성기술이나 나노기술, 바이오기술 등의 이종 분야 기술에 의해 다종다양한 겔이 합성되게 되었다. 역으로 고분자 겔이 이종 분야의 과학기술을 뒷받침하는 새로운 재료로서 기대되고 있다. 이러한 고분자 겔은 무한의 가능성을 감추고 있어 향후에도 매력적인 기초연구와 응용연구가 전개될 것임에 틀림없다.

저자: Yoshiro SASAKI
자료유형: 학술정보