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접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.18 no.3, 2017년, pp.141 - 144
홍상현 (한국과학기술원 화학과) , 이해신 (한국과학기술원 화학과)
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 폴리 도파민 표면 개질 법 같은 홍합모사 기술은 무엇에 큰 영향을 받고 그 이유를 어떤 반응으로 알 수 있나? | 폴리도파민 표면 개질법과 같은 홍합모사 기술의 경우 산소에 영향을 크게 받는데, 이는 도파민 수용액의 air/water 계면상에서 벌어지는 특이적인 카테콜아민 반응을 통해 이해 할 수 있다. 폴리도파민 형성 반응을 진행 하다 보면, 물 위에 얇은 필름이 떠 있는 모습을 흔히 관찰 할 수 있는데, 여기에 카테콜과 마이클 첨가 반응이 가능한 아민을 가지고 있는 고분자 (예, polyethylenimine, PEI)를 첨가 하여 주면 고분자 사슬 간 가교 반응을 통해 두꺼운 필름이 형성된다 [그림 3] [9]. | |
| 홍합의 접착 능력이 어떤 접착제 재료로 개발 및 응용이 가능해 오랫동안 연구 대상이 되었는가? | 홍합은 바닷가의 젖은 바위나 암초 표면, 산호초 등 다양한 표면에 착생하여 거센 파도와 강한 조류가 흐르는 험한 해양 환경 속에서 서식한다. 홍합이 보여주는 특이한 접착 능력은 물리적 충격과 수분이 많은 환경에 모두 적용 가능한 내수성 접착제로의 개발 및 넓은 응용 가능성을 가지기 때문에 오랫동안 연구자들의 관심을 받아왔다. 홍합은 족사 (byssal thread)라고 하는 섬유 다발과 플라크 (plaque)라고 하는 접착성 패드를 통해 표면에 부착하게 되는데, 오랜 연구를 통해 표면과 맞닿아 있는 패드에 Mefp-3 (Mytilus edulis foot protein-3)과 Mefp-5 (Mytilus edulis foot protein-5)라고 하는 단백질이 주로 분포한다는 것이 밝혀졌다 [그림 1][1-3]. | |
| 홍합 모사 기술이 적용 가능한 생체적합성을 가지는 고분자는 어떠한 것들이 있는가? | 홍합모사기술의 장점은 표면 개질 이외에도 다양한 분야에 적용 가능한데, 특히 우수한 생체적합성을 가지는 고분자에 카테콜을 도입 (conjugate) 시킴으로써 고분자의 고유적인 특성 이외에도 추가적인 카테콜의 접착성을 부여 할 수 있다. 흔하게 쓰이는 생체 고분자로는 알긴산 (alginate) [11], 히알루론산 (hyaluronic acid)[12], 덱스트란 (dextran)[13] 그리고 키토산 (chitosan)[14] 등이 있다. 특히 키토산의 경우 게나 새우와 같은 갑각류의 외피에서 추출하는 고분자로서 뼈대 (backbone)안에 아민기를 다량 함유하고 있어 카테콜을 도입해줄 경우 카테콜-아민간의 화학 반응을 통하여 가교가 가능하여, 홍합단백질 및 위에서 설명한 폴리도파민과 구조적 유사점을 가질 수 있기 때문에 고분자-카테콜 가교 반응을 이해하는데 좋은 모델 시스템이 될 수 있어 자주 연구에 활용된다 [그림 6]. |
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