스탠퍼드 대학(Stanford University)의 연구진은 천연 상태에서 풍부하게 존재하는 소재로 차세대 하이드로겔을 만드는데 성공했다. 하이드로겔은 다량의 물을 흡수하고 보유할 수 있는 가교 결합된 폴리머이다. 하이드로겔은 폭넓게 적용되고 있고, 특정 하이드로겔은 일회용 기저귀의 흡수층과 소프트 콘택트렌즈의 주재료로서 사용된다.

하이드로겔은 강성과 다공성에 따라서 다양한 용도로 사용될 수 있다. 의료용의 경우에, 일부 하이드로겔은 상처를 촉촉하고 청결하게 유지하기 위한 드레싱(dressing)으로서 활용된다.

하이드로겔은 높은 제조비용 때문에 폭넓게 적용되지 못하고 있다. 현재 생산되는 합성 고분자는 고가이고 만들기가 어렵고 안전성 문제가 자주 제기되고 있다. 이번 연구진은 이런 한계를 극복할 수 있는 새로운 하이드로겔 제조 방법을 개발했다.

새로운 하이드로겔은 두 개의 저렴하고 풍부한 성분으로 구성된다. 한 개는 천연 자원에서 추출한 셀룰로오스 중합체이고, 다른 한 개는 콜로이드성 실리카이다. 셀룰로오스와 실리카를 혼합했을 때, 안정적인 겔이 형성된다.

이번 연구진은 포도주 양조장의 파이프 세척과 산불 지연제로서 이 하이드로겔을 적용했다. 이번 연구진이 개발한 하이드로겔은 천연 소재를 사용했기 때문에 냄새가 없다. 그래서 파이프 청소용 하이드로겔로 사용될 수 있다. 또한 이번 연구진은 폭넓게 사용되는 방화 재료에 하이드로겔을 혼합했고, 표준 방화 재료보다 훨씬 더 오랫동안 연료를 코팅한다는 것을 발견했다. 이러한 하이드로겔은 독성이 없기 때문에 하천이나 대수층을 오염시키지 않는다.

이번 연구진은 상업적 잠재력을 향상시키기 위해서 이 재료에 대한 대규모 테스트를 현재 수행하고 있다. 또한 화장품 제조를 위한 첨가제와 윤활제 등과 같은 다른 분야에 이 재료를 적용하기 위한 연구를 수행하고 있다. 이번 연구진이 개발한 하이드로겔은 식품, 음료, 기타 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

이 연구결과는 Proceedings of the National Academy of Sciences에 “Scalable manufacturing of biomimetic moldable hydrogels for industrial applications” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1073/pnas.1618156113).