단 한 방울로 30킬로그램을 드는 괴물 접착제 탄생

단 한 방울로 30킬로그램을 드는 괴물 접착제 탄생

단 한 방울로 30킬로그램의 무게를 들 수 있는 접착제가 탄생했다면 믿으시겠습니까.

그런 거짓말 같은 일이 실제로 우리나라 연구진에 의해 벌어졌는데요.

자, 소식 보시죠!

 

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단 한 방울로 30킬로그램 드는 접착제 개발

 

국내 연구진이 극소량으로 무게 30㎏를 버틸 수 있는 친환경 접착 소재를 개발하는 데 성공했습니다.

이 무게를 견딘 접착제 양은 가로·세로 각 1㎝ 면적에 단 0.16㎎(밀리그램) 수준에 불과합니다. 이는 사람의 손톱에 물 한 방울 정도의 양과 비교할 수 있습니다.

 

이상호 한국화학연구원 정밀바이오화학연구본부 책임연구원 연구팀은 최근 국제학술지 '첨단 기능성 소재'(Advanced Functional Materials)에 이런 내용을 포함한 연구 논문을 게재했다고 16일 밝혔습니다.

이번 연구는 김병수 연세대 교수 연구팀과 공동으로 진행되었습니다.

단 한 방울로 30킬로그램을 드는 괴물 접착제 탄생

기존 소재는 접착력을 높이기 위해 주로 굳는 방식의 경화성 접착제를 사용하였습니다.

경화성 접착제는 대부분 독성이 강한 물질이 들어있고 사용 후 남은 접착제를 제거하기 어려운 문제가 있습니다.

 

이에 연구팀은 비(非)경화성 접착제 개발에 나섰습니다.

비경화성 접착제는 주로 인체에 무해한 물질로 만들어져 친환경적이며, 접착제를 제거하기 쉬운 장점이 있습니다. 다만 접착력이 떨어져 산업계에서 활용되기 어려웠습니다.

 

한국화학연구원 연구진이 가로·세로 각 1㎝ 면적에 단 0.16㎎(밀리그램) 접착제를 도포하여 무게 33.4㎏를 버틸 수 있는 친환경 소재를 개발했습니다.

단 한 방울로 30킬로그램을 드는 괴물 접착제 탄생

연구팀은 기존 비경화성 접착 소재의 낮은 접착력을 해결하기 위해 수소결합을 통한 접착력 강화를 목표로 하였습니다.

이를 위해 소재 간 수소결합을 유도하는 고분자 형태로 구조를 변형하였습니다.

접착 소재로는 인체에 무해한 폴리에테르 폴리올을 활용하였습니다.

 

연구팀은 폴리에테르 폴리올을 긴 '선형' 구조로 만들어 강한 수소결합을 만들었습니다.

또한 수소결합을 더 강하게 유도하기 위해 '카르복시산' 기능 구조를 더하였습니다.

카르복시산은 동그란 환형가지형 구조에서 수소결합이 잘 유도되었습니다. 연구팀은 폴리에테르 폴리올의 선형 구조와 카르복시산의 환형가지형 구조를 결합하여 강한 접착력을 만들었습니다.

이어서 새로운 접착 소재로 유리 기판을 붙이는 실험과 무게를 버티는 실험을 진행하였습니다.

그 결과 기존 비경화성 접착제 대비 2.6배 높은 접착력을 확인하였습니다. 특히 0.16㎎/㎠당 33.4㎏ 무게를 버티었습니다. 이는 경화성 접착제와 비슷한 수준입니다.

 

이번에 개발한 친환경 접착 소재는 과한 힘을 가해 끊어지더라도, 열을 가하면 원상태로 되돌릴 수 있는 '재활용 친환경' 기술입니다. 또 일상생활에서 자주 쓰이는 알코올 등을 이용해 매우 쉽게 제거되는 장점을 지니고 있습니다.

 

이상호 책임연구원은 "접착력이 강하지만 인체에 무해하고 재활용이 가능한 기술"이라며 "이번 연구는 향후 경량화가 필요한 전자제품이나 자동차 제조 분야, 친환경 바이오 제품 등 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔습니다.

 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부 지원을 받아 수행되었습니다.