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신관우 교수, 형상 기억 첨단 섬유 개발

조회수 : 202 등록일 : 2020.12.08 17:03

  

신관우 교수

신관우 교수 연구팀이 하버드 공과대학, KAIST 연구진과 공동으로 원래의 모양을 기억하는 첨단 섬유 소재를 개발했다. 이 섬유 소재는 사람과 동물의 털에 들어있는 케라틴이라는 단백질을 이용하여 만든 것으로, 기존 소재의 한계를 뛰어 넘었을 뿐만 아니라 버려진 모직물들을 재활용하여 만들었다는 점에서 그 가치가 더욱 부각된다.

지난 8월 31일, 본 연구가 발표된 Nature Materials에 따르면 공동 연구진은 폐모직물에서 추출한 케라틴 단백질을 정제하여 가느다란 실처럼 뽑은 다음 직조가 가능한 섬유로 만든 뒤 3D 프린터를 이용해서 외부 자극에 의해 모양이 변해도 그 자극이 없어지면 원래의 모양으로 돌아오는 형상 기억 직물을 직조하는데 성공했다. 이는 케라틴 단백질의 결합 구조가 가지고 있는 고유한 특성을 이용한 것으로, 물에 젖은 머리카락을 말리면 원래의 상태로 돌아가는 것과 같은 원리가 적용된 것이다. 연구진은 마이크로미터 정도의 수준에서까지 복잡한 구조를 만들 수 있으며, 다양한 3D 프린팅 소재로의 활용 및 상업화를 위한 추가 연구를 진행중이라고 밝혔다. 또, 환경오염의 주요한 원인이 되는 의류 폐기물을 재활용한다는 점에서 친환경적인 의류 산업에 기여할 수 있을 것이라는 기대감을 내비치기도 했다.

케라틴 섬유로 짠 직물을 바람개비 모양으로 기억시킨 뒤 돌돌 말았을 때의 모습(위)과 원래 모양으로 돌아온 모습(아래), 하버드 유튜브 캡쳐

신관우 교수 연구팀은 본 연구에서 케라틴의 X-선 산란과 회절을 분석하여 섬유의 형상이 기억되었다가 복원되는 과정에서 단백질의 분자 구조가 변형되는 메커니즘을 확인하는 역할을 맡았으며, 하버드 대학과의 지속적인 국제공동연구를 통해 성과를 이뤄냈다. 신관우 교수는 이번에 개발된 첨단 섬유 소재가 체형에 따라 크기와 모양이 바뀌고, 계절에 따라 통풍량이 조절되는 옷을 만드는 데에 활용되는 것은 물론, 생체 삽입물이나 수술용 실 같은 의료 분야에도 활용될 수 있을 것이라고 설명했다. 또, 재활용을 통해 얻는 이익이 제조에 들어가는 비용보다 높아 경제적으로도 충분히 경쟁력이 있다고 설명했으며, 역시 다양한 3D 프린팅 소재로의 활용 및 상업화를 위한 추가 연구를 진행중이라고 밝혔다.

한편 신관우 교수 연구팀은 하버드 공과대학 연구진과 함께 10년 가까이 공동 연구를 지속하고 있다.

자료 출처 - 조선 비즈

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