[코스인코리아닷컴 신보경 기자] 한국세라믹기술원(원장 유광수) 장정호 박사 연구팀은 인체 유해성이 없는 비불소계 소수성 세라믹 코팅 기술을 이용하여 ‘메조다공성 실리카 제조 기술’을 개발했다고 밝혔다. 소수성은 물과 친화력이 적은 성질이다.

메조다공성 실리카 소재는 유리나 모래의 주성분인 산화규소(SiO₂)가 무수히 많은 미세 기공으로 이루어져 있어 약물, 단백질 등의 기능성 바이오 물질의 담체와 약물전달체 등으로 바이오 의학 분야에서 많이 연구되고 있다. 또 각종 오염원의 흡착제와 촉매 등 산업적으로도 활용이 가능한 소재이지만 친수성을 갖고 있어 발수 성능이 필요한 산업의 적용은 어려웠다.

현재 많이 활용되는 소수성 코팅기술은 테프론과 같은 다양한 불소계 소재들을 사용해 왔으나 최근 갑상선질환, 암, 알츠하이머 등 인체에 유해하다고 보고되고 있다. 테프론은 미국 듀폰사가 개발한 불소수지로 내화학성, 내열성, 내마모성 등을 가지는 소재로써 주방용품, 의류의 코팅, 윤활유 등에 활용된다.

이에 연구팀은 인체에 무해한 비불소계 알킬실란 소재를 이용해 소수성을 갖는 메조다공성 실리카 소재를 제조하는 기술을 개발했다. 알킬실란은 불소 작용기가 없는 탄소와 수소만으로 이루어진 알콕시 실리콘 화합물로 유리코팅, 실리카 세라믹 소재에 표면처리용으로 쓰이는 소재 중 하나다.

아울러 반응시간, 온도, 농도변화에 따라 비불소계 소수성 알킬실란의 메조다공성 실리카 표면 코팅조건을 최적화했고, 소수성 원료이자 물과 기름에 유화작용이 있어서 지방을 녹이는 역할을 하는 레시틴을 봉입해 소수성 메조다공성 실리카의 소수성 정도를 평가했다.

특히 소수성 메조다공성 실리카 소재에 알킬실란의 길이가 가장 긴 실란(옥타데실실란)을 코팅하면 접촉각이 25도에서 102도로 약 4배 증가되어 소수성의 성능이 향상된다.

이번에 개발한 기술은 약물전달과 화장품 분야의 제품 개발, 세라믹 타일, 촉매 등의 다양한 세라믹 산업에 적용이 가능한 원천특허도 확보했다. 또 대량 생산공급을 위해 한국세라믹기술원 오송 융합바이오세라믹소재센터에 1톤급 규모의 양산화 장비를 구축해 운영하고 있다.

한편, 이번 연구결과는 ‘비불소계 알킬실란을 이용한 소수성 메조다공성 실리카 소재’라는 제목으로 미국화학회의 ‘에이씨에스 오메가(ACS Omega)’ 6월호(6월 22일) 표지논문 게재됐으며 현재 국내 기업들과 기술이전과 상용화를 협의 중에 있다.