광주과학기술원(GIST·총장 임기철)은 이은지 지스트-이노코어(GIST-InnoCORE) 연구단장(신소재공학과 교수)팀이 중국 화중과학기술대학교(HUST) 진타오 주·런화 덩 교수팀과 공동으로 여러 겹의 막을 관통해 분자가 이동할 수 있는 미세한 통로를 갖춘 새로운 다층 다공성 입자를 구현했다고 18일 밝혔다.
공동연구팀이 개발한 '다층 메조다공성 베소좀'은 고분자로 만든 미세한 인공 입자다. 양파처럼 여러 겹의 막으로 공간을 나누면서도 각각의 막에 미세한 구멍을 만들어 입자 바깥의 분자가 여러 겹의 막을 지나 안쪽까지 이동하기 쉬운 구조를 갖는 것이 특징이다.
이 입자는 향후 여러 성분을 나눠 담았다가 단계적으로 내보내는 전달체나 입자 내부에서 여러 화학반응을 차례로 일으키는 미세 반응기 등을 설계하는 데 활용할 수 있다. 이번 연구에서는 요오드를 시험 물질로 사용해 기공이 없는 기존 다층 입자보다 외부 분자를 빠르게 받아들이는 것을 확인했다.
공동연구팀은 고분자의 배열과 구조를 함께 조절해 여러 겹의 막마다 규칙적인 메조기공을 갖는 '다층 메조다공성 베소좀'을 구현했다. 시험 물질로 사용해 '구멍이 있는 입자'와 '구멍이 없는 입자'의 흡착 속도를 비교했다. '구멍이 있는 입자'는 약 4시간 만에 최종 수준에 도달한 반면 '구멍이 없는 입자'는 약 8시간이 걸렸다. 여러 겹의 막에 만든 통로를 통해 외부 분자가 입자 안쪽까지 더 빠르게 이동할 수 있음을 보여주는 결과다.
이은지 단장은 “이번 연구는 여러 겹의 구조를 안정적으로 유지하면서 모든 막에 분자가 드나들 수 있는 통로를 구현했다는 데 의미가 있다”며 “GIST-InnoCORE 세계석학멘토인 진타오 주 교수와 한중교류·공동연구사업을 통해 이어온 협력이 이번 성과로 이어진 만큼, 앞으로도 국제 공동연구를 통해 연구를 발전시켜 나가겠다”고 말했다.
전남광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
