자가 치유 고분자에 관한 탐구

글쓴이 seojiwoo0707 날짜

1. 연구 동기

나는 휴대폰을 자주 떨어뜨려서 액정이 자주 깨지곤 한다. 그래서 이를 해결할 방안에 대해 알아보던 중, 자가 치유 고분자에 대해 우연히 알게 되었다. 그 이후 자가 치유 고분자 소재에 대해 관심을 가지고 찾아보게 되었는데, 이것이 나의 진로와 관련된 의생명 분야에서도 몸 속 장기를 스스로 치유하고, 인간 피부에 부착하여 신축성을 늘리는 등, 효과적으로 사용될 수 있다는 사실을 알게 되어 더욱 깊게 탐구하게 되었다. 나는 의생명공학과에 진학하여 코로나 19와 같은 새로운 전염병이 생겼을 때, 이를 치료할 수 있는 의료 기술을 연구하고 개발하고 싶은데, ‘자가 치유 고분자’는 내가 후에 연구할 때 효율적으로 쓰일 것 같다.

2. 고등학교 교과목과 관련지은 이론

고분자 물질은 화학Ⅰ 수업에서 ‘우리 생활 속의 화학’, ‘화학식 량과 몰’ 단원, 화학∥‘물질의 세 가지 상태와 용액’ 단원에서 학습하였다. 고분자 물질은 일반적으로 분자량이 10000이상인 큰 분자를 말하며, 100개 이상의 원자로 이루어져 있으며, 대개 중합체이다. 물질의 성질로서는 분자량이 일정하지 않아 녹는점과 끓는점이 일정하지 않고, 액체 또는 고체로 존재하며, 반응을 잘 하지 않아 안정적이라는 것이 있다.

3. 최근 연구 상황

한국 화학연구원은 감귤에서 추출한 구연산과 숙신산을 이용하여 강력한 수소결합을 형성해, 끊어져도 다시 붙는 고분자를 개발했다고 올해 초 발표했다. 이 고분자로 만든 3mm 두께의 밴드는 칼로 자른 뒤 단면을 맞대 놓자 1분 뒤 1kg의 추를 들어 올릴 만큼 회복되었다.

 또한 NASA는 작년에 우주선 구조물에, 산소에 반응하는 자가 치유 물질을 넣는 기술을 개발했다. 이것은 우주선이나 우주복에 미세한 구멍이 생겨서 산소가 유출되는 상황이 생기면 즉시 반응하여 구멍을 메워준다. 우주복 섬유를 치유하는 기술을 NASA는 또한 ‘코알라트’라는 민간 기업과 공유 했는데, 이 기업은 NASA의 기술을 활용해 구멍이 뚫렸을 때 손톱으로 문지르면 다시 복구되는 ‘힐로 테크’라는 자가 치유 섬유를 개발했다. 

자가 치유 기술은 또한 의학 기술에서도 활용된다. 이 기술은 표피 전자 공학과 의학 기술을 접목하여 활용되는데, 인간의 피부에 붙일 수 있을 정도로 얇고 신축성이 뛰어난 재료를 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 최근에는 한 대학 연구진이 신축성이 뛰어난 자가 치유성 고분자를 개발했다고 한다. 아직까지는 자가 치유 고분자가 의료 기술 면에서 아주 활성화가 되지는 않았지만, 이를 이용하여 인간 피부와 유사한 재료 개발을 위해 더욱 연구하고 있다고 한다.

(기사, 논문 링크:

https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE06122501,

https://www.samsungsds.com/global/ko/news/story/1203156_2919.html,

http://news.samsungdisplay.com/23386)

4. 심화 연구를 위한 활동(혹은 계획)

나는 의생명공학과에 진학하여 질병을 빠르게 진단하고 치료할 수 있는 새로운 의학 기술을 연구하고 개발하고 싶다. 자가 치유 기술을 이용하여 완전히 손상, 혹은 절단이 되더라도 원래의 상태와 동일하게 회복될 수 있는 기술, 손상된 장기나 피부에 덧씌워 다친 곳을 회복할 수 있는 재료에 대해 더 연구하고 싶다. 또한 자가 치유 고분자 뿐만 아니라 의생명 분야에서 새로운 치료 기술을 개발하는 데에 효율적으로 사용될 수 있는 신소재에 대해 더 찾아보고 연구해보고 싶다.

5. 관련하여 읽어 본 책, 혹은 여름 방학을 통해 읽을 책

여름 방학 동안 ‘세계사를 바꾼 12가지 신소재’를 읽고, 자가 치유 고분자뿐만 아니라 의료 기술에 사용될 수 있는 신소재에 대해서 더 알아보고, 이전에는 새로운 신소재들이 우리의 역사 속에서 어떻게 쓰였는지 알아볼 것이다.

카테고리: 보고서

0개의 댓글

댓글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다