□ 한국세라믹기술원(원장 유광수) 장정호 박사 연구팀은 인체 유해성이 없는 비불소계 소수성* 세라믹 코팅 기술을 이용하여 ‘메조다공성 실리카 제조 기술’을 개발했다고 밝혔다.
* 소수성 : 물과 친화력이 적은 성질
○ 메조다공성 실리카 소재는 유리나 모래의 주성분인 산화규소(SiO₂)가 무수히 많은 미세 기공으로 이루어져 있어 약물, 단백질 등의 기능성 바이오 물질의 담체 및 약물전달체 등으로 바이오 의학 분야에서 많이 연구되고 있다.
○ 또한, 각종 오염원의 흡착제 및 촉매 등 산업적으로도 활용이 가능한 소재이지만 친수성을 갖고 있어 발수 성능이 필요한 산업의 적용은 어려웠다.
□ 현재 많이 활용되는 소수성 코팅기술은 테프론*과 같은 다양한 불소계 소재들을 사용하여 왔으나 최근 갑상선질환, 암, 알츠하이머 등 인체에 유해하다고 보고되고 있다.
* 테프론 : 미국 듀폰사가 개발한 불소수지로 내화학성, 내열성, 내마모성 등을 가지는 소재로써 주방용품, 의류의 코팅, 윤활유 등에 활용
□ 이에 연구팀은 인체에 무해한 비불소계 알킬실란* 소재를 이용하여 소수성을 갖는 메조다공성 실리카 소재를 제조하는 기술을 개발 하였다.
* 알킬실란 : 불소 작용기가 없는 탄소와 수소만으로 이루어진 알콕시 실리콘 화합물로 유리코팅, 실리카 세라믹 소재에 표면처리용으로 쓰이는 소재
○ 반응 시간, 온도, 농도변화에 따라 비불소계 소수성 알킬실란의 메조다공성 실리카 표면 코팅 조건을 최적화 하였고, 소수성 원료인 레시틴*을 봉입하여 소수성 메조다공성 실리카의 소수성 정도를 평가 하였다.
* 레시틴 : 대두, 난황, 간, 뇌 등에 존재하는 소수성 지방산과 친수성 인산염으로 구성된 물질로서 물과 기름을 섞게 하는 유화 작용이 있어 혈관 벽에 붙어 있는 지방을 녹이는 역할을 함
○ 특히, 소수성 메조다공성 실리카 소재에 알킬실란의 길이가 가장 긴 실란(옥타데실실란)을 코팅 하면 접촉각이 25도에서 102도로 약 4배 증가되어 소수성의 성능이 향상된다.
□ 이번에 개발한 기술은 약물전달 및 화장품 분야의 제품 개발, 세라믹 타일, 촉매 등의 다양한 세라믹 산업에 적용이 가능한 원천특허도 확보하였으며, 대량 생산 및 공급을 위해 한국세라믹기술원 오송 융합바이오세라믹소재센터에 1톤급 규모의 양산화 장비를 구축하여 운영하고 있다.
□ 한편, 이번 연구결과는 ‘비불소계 알킬실란을 이용한 소수성 메조다공성 실리카 소재’라는 제목으로 미국화학회의 ‘에이씨에스 오메가(ACS Omega)’ 6월호(6월 22일) 표지논문 게재되었으며, 현재 국내 기업들과 기술이전 및 상용화를 협의 중에 있다.