친환경생체모사재료 연구실 (Laboratory for Biological, Biomimetic, Eco-friendly Materials)

2021-01-29 344

최근 소재 시장에서는 미래의 지속 가능한 발전을 위해 친환경적이고 기능이 뛰어난 소재를 만드는 것이 중요한 연구 분야로 떠오르고 있다. 예를 들어 해양 생명체로부터 얻어지는 소재는 물속에서도 기계적 성질이 우수하고 자연 상태에서 쉽게 분해돼 젖은 환경에서 사용되는 차세대 의료용 소재에 적합하다.

 

환경공학부 황동수 교수가 이끄는 친환경생체모사재료 연구실은 배의 껍질, 곤충의 날개, 따개비, 오징어의 부리와 빨판 등 자연에서 얻을 수 있는 소재의 특성을 이해하고 이를 친환경 소재로 만드는 연구를 진행한다.

 

사람의 이빨은 단단한 무기물이다. 반면 갯지렁이나 오징어 같은 해양 생물체의 이빨은 플라스틱과 비슷한 유기물로, 단단하면 서도 오래가고 수명을 다하면 자연에서 분해된다. 해양 생물체가 단단한 유기물 이빨을 만들어내는 메커니즘을 살펴보면 플라스틱 사이에 소량의 금속을 중간에 삽입한다. 이를 반도체에 얇은 보호막을 씌우는 공정인 박막 공정에 활용하면 기계적 강도를 올릴 수 있다. 또 바다에 떠 있는 플라스틱 부표를 파고 들어가는 갯지렁이를 통해 플라스틱을 자연 분해할 수 있는 소재를 얻기도 한다.

 

자연에는 여러 생명체가 있듯 이를 활용한 소재 연구도 다양하다. 멍게의 혈액에서 추출한 접착 물질인 갈산과 철을 결합해 만든 치료제를 치아에 덮으면 치아의 상아 세관을 덮어 시린 증상을 예방하고, 치료제가 타액 속 칼슘과 결합해 만들어진 뼈 성분이 손상된 치아를 건강하게 만들기도 한다. 멍게가 거친 바다에서 상처 난 조직을 치료할 때 쓰는 접착 물질을 활용한 결과다. 연구실은 이렇게 만든 소재를 기업에 기술 이전을 하거나 직접 스타트업을 창업해 생산하기도 한다.

 

최근에는 배에 해양 생명체가 들러붙지 않게 하는 방호 도료를 연구하고 있다. 배가 나아갈 때 바닥에 해양 생명체가 들러붙으면 마찰이 증가해 연비가 80%까지 떨어진다. 2회 운항할 수 있는 연료로 1회만 운항하는 셈이다. 이를 방지하기 위해 방호제를 칠하지만 방호제 성분인 주석과 구리에 독성이 있어 사용이 금지됐다. 연구실은 먼저 홍합이 붙지 않는 친환경 방호제를 개발하고 있다.

 

환경공학은 화학, 물리, 생명 등이 융합된 분야다. 황 교수가 박사후과정까지 전공한 분야를 나열하면 화학공학, 생명공학, 해양과학, 물리학으로 다양하다. 이를 바꿔 말하면 물리, 생명, 화학, 기계를 전공한 학생이 들어와 원하는 연구를 할 수 있다는 뜻이다. 친환경생체모사재료 연구실은 수준 높은 연구시설을 활용해 아직 과학자의 손이 닿지 않은 자연의 소재를 연구하고 친환경 플라스틱 개발을 통해 지구환경 보존에 관심 있는 학생을 기다리고 있다.