형상기억 및 형상변형 폴리머

전문가 제언

○ 형상기억 폴리머(SMP: shape-memory polymer)는 일시적인 변형 상태에서 외부의 자극이나 환경의 변화에 의해 원래의 상태로 돌아갈 수 있는 스마트 폴리머의 일종이다. SMP는 또 다른 형상기억 소재인 형상기억 합금에 비해서 제조원가가 싸고 가공이 용이하다는 장점을 가지고 있다. SMP는 그 다양한 기능성 때문에 절개 부위를 최소화하는 외과수술용 의료장치, 고성능 섬유, 자체 치유능력을 가진 플라스틱, 화장품 등 광범위한 분야에서의 응용이 기대되고 있다.

 

○ 형상기억 효과는 외부 자극에 의한 폴리머 사슬의 변형에 기인하므로, SMP는 형상기억 합금의 경우와는 달리 열 이외에도 빛, pH, 전자기장 등과 같은 다른 자극에도 반응한다. 일반적으로 SMP는 (1) 고온에서 통상적 가공처리에 의해 영구 형상 부여, (2) 저온에서 원하는 임시형상으로 변형(programming), (3) 다시 고온으로 가열하여 원래의 영구형상 회복(recovery)의 3단계를 거친다. SMP는 일반적으로 일방향 형상기억 효과를 나타내지만 특수한 방법으로 가역적 쌍방향 형상기억 효과를 나타내게 할 수도 있다.

 

○ SMP는 1980년대 초에 일본에서 최초로 개발되었고, 그 후 많은 연구를 거쳐 현재는 여러 분야에서 상용화가 시도되고 있다. SMP는 그 생체 적합성에도 불구하고 비교적 높은 형상 회복온도 때문에 체내 삽입 의료장치로의 응용에 제한이 있었으나 최근에는 그 온도가 체온(~37℃) 에 가까워지고 있다. 또 2차원의 SMP를 오리가미(종이접기) 과정을 거쳐 3차원 형상으로 만드는 기술도 연구되고 있다.

 

○ 국내의 경우 연구소와 대학에서 기초연구가 수행되고 있고, 일부 품목이 몇몇 기업에 의해 상용화되고 있다. 예를 들면 애경, 코스메카, 미즈온 등에서 바른 후 피부의 요철을 채워 매끈하게 표면을 복원한다는 SMP 함유 화장품을 출시하였다. 또 하이씨엔피는 스크래치 복원성 도료를 개발하였다. 앞으로 시장규모가 커질 것으로 추정되는 의료장치, 오리가미, 생물부착물 제거 등으로 연구 분야를 확장할 필요가 있다.

저자

CHRISTOPHER M. YAKACKI

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

53()

잡지명

Polymer Reviews

과학기술
표준분류

재료

페이지

1~5

분석자

심*주

분석물

• 형상기업 및 형상변형 폴리머.pdf [313,212 byte]

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