[LAB을 찾아서]박제영 서강대 교수 연구팀, 스스로 회복하는 우레탄 소재 개발

박제영 서강대학교 화공생명공학과 교수 연구팀이 실온에서 절단돼도 스스로 회복할 수 있는 새로운 우레탄 소재를 개발했다. 이번 연구는 최근 재료화학분야 국제 저명 학술지인 '재료화학저널A'(Journal of Materials Chemistry A)의 전면 표지 논문으로 실렸다.

박제영 서강대 화공생명학과 교수(왼쪽 3번째)와 제자들로 이뤄진 연구팀이 학술대회 참석 뒤 포즈를 취하고 있다.[사진제공=서강대]

오동엽 인하대학교 고분자공학과 교수, 김형준 인천대학교 화학과 교수 연구팀과 함께 진행한 이번 연구는 신발, 스마트폰, 자동차 등 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 제품에 들어가는 우레탄 신소재 개발에 목적을 뒀다. 박 교수 연구팀이 개발에 성공한 우레탄 신소재는 상처가 난 소재를 35도 기준 6시간을 그대로 두면 70~80%가량 원래의 구조와 기능을 스스로 회복한다. 기존 우레탄 소재는 원래대로 복원하려면 100도가 넘어가는 환경이 필요하다는 게 연구팀의 설명이다. 박 교수는 "고분자 화학 구조를 설계하고 수소결합을 제어하는 방법으로 개발한 우레탄 신소재"라며 "기존 우레탄 소재와 달리 실온에서 상처를 복원한다는 장점을 지녔다. 일상생활 속에서 찢어진 물건을 일정 시간 동안 두면 원래대로 돌아와 있는 경험을 할 수 있다"고 말했다.

무엇보다 상용화에 근접할 정도의 결과가 도출됐다. 자가 치유뿐만 아니라 투명성까지 지닌 소재라 사용할 곳이 많다. 연구팀이 먼저 떠올린 건 각종 보호 필름이다. 그뿐만 아니라 우레탄 소재의 특성상 고온에서 버틸 수 있고, 단단하면서도 질겨 범용성이 클 것으로 기대된다. 박 교수는 "이미 국내 자동차 기업과 함께 자동차 도장 보호 필름으로 개발하고 있다"며 "투명하면서 안의 내용물까지 보호하기에 스마트폰 화면을 보호하는 필름 제품으로도 가치가 있을 것"이라고 말했다.

박 교수팀은 2016년 우레탄 신소재 개발 연구에 착수해 2018년과 2021년 중간성과를 발표했으며, 올해 완전한 결과물을 내놓았다. 박 교수팀은 우레탄 외에 친환경 플라스틱도 연구 중이다. 땅에 묻었을 때 빠르게 분해되는 바이오 플라스틱 소재를 찾는 데 힘을 쏟고 있다. 이번 연구의 키워드는 분해가 아닌 회복이었지만, 이 역시 환경에 긍정적 영향을 미칠 것이라고 박 교수는 기대했다. 사람들이 새로 산 우레탄 소재 제품을 새것처럼 오래 사용할 수 있다면 넘쳐나는 쓰레기의 양을 줄일 수 있다는 설명이다. 박 교수는 "최대한 오래 사용할 수 있는 고내구성 소재와 폐기하면 자연으로 빠르게 돌아가는 소재를 개발해 환경 보호에 이바지하겠다"고 말했다.

공병선 기자 mydillon@asiae.co.kr