캐나다 빅토리아대(Uvic)·브리티시컬럼비아대(UBC) 공동연구진은 비스디아지린(bis-diazirine)에 속하는 새로운 분자의 교차결합(가교) 특성을 이용해 어떤 상업용 접착제보다 플라스틱을 강하게 붙일 수 있는 극초강력 접착제를 개발했다고 밝혔다.

실제로 이 접착제를 시연하는 과정에서도 이를 발라 붙인 두 플라스틱 조각을 사람들이 저마다 힘을 줘 아무리 떼어내려고 해도 뗄 수 없는 것처럼 보인다.

이에 대해 연구 교신저자인 제러미 울프 Uvic 교수(유기화학과·화학부)는 “우리는 이 가교 특성 덕분에 서로 다른 유형의 직물들을 강하게 결합함으로써 극한 환경에서도 활용할 수 있는 차세대 의류를 만들 수 있게 됐다”면서 “동시에 이 접착제는 직물 자체에 추가적인 강도까지 더한다”고 설명했다.

가교는 열이나 자외선(UV) 빛에 노출됐을 때 발생하는 새롭고 강력한 형태의 화학 반응으로 이뤄진다.

연구진은 비스디아지린 분자들을 열이나 빛으로 활성화해 카벤(carbene)을 형성하도록 가교제로 사용했다. 카벤은 반응성이 높은 분자로, 폴리머에서 탄소(C)와 수소(H)의 결합에도 쉽게 삽입돼 두 소재 사이에서 매우 강력한 결합을 형성한다.

이른바 ‘하이퍼 글루’로 불리는 이 극초강력 접착제는 시중에서 파는 상업용 접착제로 완벽하게 붙일 수 없는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등 다양한 소재에 대해 충격에도 떨어지지 않는 내충격성(충격저항)과 부식하지 않는 내부식성(부식저항)을 모두 갖는다.

이에 대해 공동저자인 아바스 밀라니 UBC 교수(기계공학과) 겸 UBC 산하 재료·제조연구소 소장은 “사실 상업용 접착제는 이런 소재를 제대로 붙힐 수 없으므로, 이번 성과는 다양하고 중요한 분야에서 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

하이퍼 글루는 의류는 물론 의료용 임플란트와 내부식성 주택용 배관 등에 활용할 수 있으며 플라스틱 직물 같이 일반적으로 잘 붙지 않을 수 있는 소재들 사이에서도 떨어지지 않는 것처럼 보이는 강력한 결합을 형성할 수 있다.

이런 이유로 연구진은 이 접착제를 캐나다 군용 방탄복 등 스마트 직물 솔루션을 개발하는 데도 활용하고 있다. 이는 캐나다 정부로부터 150만 캐나다달러(약 13억5500만원)를 투자받은 컴포츠(COMFORTS·Comfort-Optimized Materials for Operational Resilience, Thermal-transport and Survivability)라는 이름의 프로젝트 일부분이다.

자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 사이언스(Science) 최신호(11월15일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=105&oid=081&aid=0003049262