배진혜 중앙대 연구팀, 물로 떼어내는 '식물 전용 접착 겔' 개발

표면 손상 없이 붙는 가역형 하이드로겔 구현
"기존 비침습 접착제보다 접착력 10배 이상 높아"

식물 잎에 접착된 젤을 이용한 친환경 약물전달 시스템과 인간-식물 상호작용 시스템. 중앙대 제공

[파이낸셜뉴스] 중앙대학교 화학공학과 배진혜 교수 연구팀이 식물 표면에 손상을 주지 않으면서도 강하게 붙고 물을 이용해 쉽게 제거할 수 있는 '식물 전용 가역적 접착 겔'을 개발했다. 연구 결과는 세계적 학술지인 Science Advances에 게재됐다.

6일 중앙대에 따르면 연구팀은 식물의 왁스층이나 미세한 털 구조 등 다양한 표면 특성과 관계없이 안정적으로 부착되는 하이드로겔 접착제를 구현했다. 필요할 경우 물을 가해 접착을 해제할 수 있어 식물에 자국이나 손상을 남기지 않는 것이 특징이다.

기존 식물용 약물 전달 기술은 마이크로니들처럼 식물 조직을 직접 관통해 손상을 유발하거나, 접착력이 약해 외부 환경에서 쉽게 떨어지는 한계가 있었다.

연구팀은 신축성이 높은 폴리아크릴아마이드(PAM)와 식물 표면과 가역적 화학 결합을 형성하는 천연 유래 물질 키토산(CS)을 결합해 문제를 해결했다.

연구팀에 따르면 새로 개발한 CS/PAM 접착 겔은 기존 비침습형 접착제보다 접착 강도가 10배 이상 높았다고 설명했다. 동시에 접착 계면에 물을 가하면 결합이 분해돼 쉽게 제거할 수 있는 게 특징이다.

연구팀은 해당 겔에 식물 전용 항생제를 담아 부착한 결과 세균 감염으로부터 식물을 보호하는 정밀 약물 전달 시스템 구현에도 성공했다.

인간의 동작 신호를 이용해 파리지옥 잎의 움직임을 원격 제어하는 실험도 수행했다.

배 교수는 "이번에 개발된 하이드로겔은 투명도가 높고 생체 적합성이 뛰어나 식물의 광합성을 방해하지 않으면서 장기간 건강 상태를 모니터링할 수 있는 웨어러블 센서 부착에 적합하다"며 "정밀 약물 전달뿐 아니라 식물 로보틱스와 스마트팜 등에 활용 가능성이 있다"고 밝혔다.

이번 연구는 University of California San Diego 연구팀과 공동으로 진행됐다. 연구 논문 제목은 'A strong, reversible, and conformal adhesive gel for diverse plants'이며 지난달 24일 게재됐다.

spring@fnnews.com 이보미 기자