투명하고 강도높아 렌즈·스마트폰 소재 활용 가능
투명하고 강하면서 자연에 무해한 나노종이가 개발됐다.
울산대학교 첨단소재공학부 진정호·KAIST 배병수·UNIST 박장웅 교수 연구팀이 누에고치와 오징어 연골을 이용해 투명하면서도 강한 ‘나노종이’를 개발했다. 이번 연구는 신소재 분야 권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스’ 최신호(6월13일자) 표지논문으로 게재됐다.
나노종이는 일반 종이와 달리, 수 나노미터 직경의 나노섬유로 만들어져 투명하면서도 강도가 뛰어나 최근 디스플레이나 플렉시블 소자의 기판 재료로 각광 받고 있는 소재다.
연구의 핵심 성과는 오징어 연골의 주 구성물질인 키틴 나노섬유와 누에고치에서 추출한 실크단백질을 혼합하는 방법으로 높은 투명성을 유지하면서도 강도가 크게 향상된 나노종이 제작에 성공한 것이다.
실크단백질은 강철보다도 강한 거미줄의 주성분이다. 키틴, 셀룰로오스와 함께 생체친화성이 뛰어나면서도 물리적인 강도가 매우 높아 최근까지도 많이 연구돼 온 대표적인 천연소재이다.
진정호 교수 연구팀은 키틴 나노섬유와 실크단백질의 조합은 게, 새우와 같은 해양갑각류나 잠자리 날개 등 곤충의 각피에서 공통적으로 발견되는 점에 착안해 키틴-실크 혼성 나노종이를 개발했다.
생체모방 원리를 적용한 결과, 제작된 혼성 나노종이는 잠자리 날개처럼 투명하면서도 고성능 합성 플라스틱과 유사한 수준의 기계적 강성을 나타냈으며, 자연에 해가 되지 않는 완전한 생분해도 가능했다.
연구팀이 개발한 혼성 나노종이가 혈당을 측정하는 스마트 컨텍트 렌즈와 스마트폰 강화유리를 대체할 수 있어서 과학 및 산업계에도 널리 활용될 것으로 전망되고 있다. 김봉출기자 kbc78@ksilbo.co.kr