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포스텍, 식물 숨구멍과 유사한 '움직이는 막' 개발
- 송고 2015.09.07 10:28 | 수정 2015.09.07 10:29
- 김지웅 기자 (jiwo6565@ebn.co.kr)
이상준 교수팀, 기공 움직임 모사 '수화젤 멤브레인' 개발
포항공과대학교(POSTECH·포스텍) 연구팀이 식물 숨구멍 기능과 유사한 움직이는 막(멤브레인) 개발에 성공했다.
포스텍 기계공학과 이상준 교수·박사과정 김혜정씨 팀이 온도와 산도(pH 농도)에 반응하는 '수화젤 멤브레인(Stomata-Inspired Membrane)' 제작 방법을 개발했다고 7일 밝혔다.
'멤브레인'은 특정물질을 선택적으로 투과시키는 수많은 구멍을 가진 막을 말하고 수화젤(Hydrogel)은 유동성이 뛰어난 친수성 고분자로 신체 조직과 유사해 생체 적합 재료로 사용된다.
이 교수팀은 온도와 산도에 반응하는 수화젤에 패턴이 인쇄된 포토마스크(Photomask)를 덧씌워 자외선에 노출했고 이 자외선 노출 정도와 무늬 형태를 조절, 외부 자극에 반응하는 구멍을 가진 막을 만들어 냈다.
이로써 식물 잎 기공(잎 뒷면에 있는 공기구멍)의 움직임을 유사하게 구현할 수 있다. 이 막은 특정 온도나 산도에 반응하는 성질을 유지하고 있어 각종 산업계에서 필요한 여과 막과 막 기반 센서 등에 응용된다.
기존에는 움직이는 수화젤을 제작하기 위해 서로 다른 두 물질을 붙이는 등 과정이 복잡했으나 이번에 개발한 움직이는 막은 자외선에 한 차례만 쪼이면 손쉽게 이층 구조의 막을 만들 수 있다.
특히 포토마스크 디자인만 바꿔주면 응용 분야에 맞춰 다양한 형태의 멤브레인 제작이 가능하다.
이상준 교수는 "식물이 기공을 통해 수분을 증발시키고 끌어오는 통로로 활용하는 자연 현상에 착안해 연구를 시작했다"며 "향후 유량조정 벨브를 만들거나 특정 온도에 반응하는 의료분야 진단기의 유체흐름을 조종하는데 핵심 기술로 활용될 것"이라고 전망했다.
한편, 이번 연구는 세계적 재료공학분야 국제 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)지를 통해 발표됐다.
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