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의료용부터 로봇까지 초강력 접착소재 개발
부드러운 소재에도 잘 붙어…활용범위 ‘무궁무진’
등록일 : 2017-06-27 14:44 | 최종 승인 : 2017-06-27 14:44
정세진

[리서치페이퍼=정세진 기자] 이른바 '강력접착제'는 짧은 시간 강한 부착력으로 부서진 책장이나 가방, 신발 등을 고정시키는 데 적합하다.

그러나 강력접착제의 단점은 소재가 부드럽거나 불안정할 경우 접착력을 제대로 발휘하기 어렵다는 데 있다. 따라서 기존에 강력접착제의 용도는 간단한 생활용품 수리 등에 한정돼 왔다.

접착제 중에는 고무풀처럼 액상의 것이 많은데, 에폭시 수지 접착제 중에는 분말이나 막대상의 고체인 것도 있다. 접착 온도에 따라 20~30℃를 사용하는 상온 경화 접착제(cold-setting adhesive), 30℃ 이상을 사용하는 가열 경화 접착제(hot-setting adhesive)로 구별된다.

최근 과학자들은 강력접착제를 개량해 단단한 물질이건 부드러운 물질이건 쉽게 붙일 수 있는 새로운 제품을 만들어내 화제를 모으고 있다.

심지어 이 접착제는 무너진 척추 디스크를 바로 세우는 젤 쿠션의 역할 같은, 인체에 대한 적용도 가능하다.

하이드로겔로 이뤄진 신종 접착제는 소재에 관계없이 두 개의 물체를 결합시키는 기능을 하며, 의료 기기에서부터 웨어러블 디바이스에 이르기까지 광범위한 재료에 사용할 수 있는 것이 특징이다.

기존에는 이와 같은 접착제 연구에 있어 자외선 처리를 사용했으나, 이 방법으로는 표면을 부착시키는 데 최대 1시간 이상이 소요된다는 단점이 있었다.

일반적으로 접착제는 피접착체 표면에 도포되었을 때 분자간 인력을 충분히 작용시키기 위하여 일시적으로 유동성을 주어 접착체 분자를 피접착제 분자에 잘 접근시키는 것이 필요하고, 접착 후에는 유동성을 잃고 고화하는 것이 아니면 안 된다.

실험 물리학자팀은 초강력 접착제의 주성분인 시아노 아크릴레이트와 융합되는 부품을 응용해 만든 유기 화합물로 새로운 접착제를 만들었다.

새 접착제는 접착 시 잔류물이 남지 않으며 기존의 어떤 접착제보다도 물체를 단단하게 결합시킨다.

또한 이 제품은 접착되는 각각의 층 양쪽에서 압력이 가해지면서 접착제가 일찍 굳어버리는 현상을 지연시켜 몇 초 안에 충분히 물체가 밀착되도록 한다.

'하이드로겔 본드'라고 이름 붙여진 이 접착제는 1kg까지 저장할 수 있으며 신축성이 2000%에 이른다고 연구팀은 '사이언스 어드밴스(Science Advances)' 최신호에서 보고했다.

척추 담당 의사들과 로봇 개발자들은 특히 이 연구 결과에 반색하고 있다. 옥토봇과 같은 장치를 만드는 것 뿐 아니라 피부에 밀착되는 부드럽고 투과성 있는 패치를 만들어 약물을 전달하는 데 사용하는 등 응용 범위가 무궁무진할 것으로 예상되기 때문이다.

최근 각광받고 있는 의료용 순간접착제는 시아노아크릴레이트 소재로 생체적합성, 유연성 및 저독성의 생체조직봉합용으로 지혈, 항균 효과뿐만 아니라 봉합사의 대체도 가능하기 때문에 미국, 일본, 유럽 등의 선진국을 중심으로 연구가 진행중이다.  

또한 신축성 있는 배터리와 전자 피부, 환자의 바이탈 사인 체크, 외부 장치와 통신하기위한 센서로 포장된 하이드로 겔 기반 전자 패치를 설계하는 데에도 유용하게 사용될 것으로 전망된다.

다만 이 신소재 접착제가 상용화되는 데에는 약 3년 가량이 소요될 것이라고 개발자들은 말했다.

[리서치페이퍼=정세진 기자]
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