GIST·화중과기대, 분자 이동 빠른 '다층 다공성 입자' 구현

[전남광주=뉴시스]이창우 기자 = 양파처럼 여러 겹의 막으로 둘러싸인 입자에 안팎을 관통하는 미세 통로를 만드는 새로운 다층 다공성 입자를 구현했다.

GIST와 중국 화중과학기술대 공동 연구팀은 이 구조를 통해 분자가 입자 안쪽까지 빠르게 이동할 수 있음을 확인했으며 단계적 약물·물질 전달체와 미세 반응기 등에 활용 가능성을 제시했다.

18일 GIST에 따르면 이은지 GIST-InnoCORE 연구단장(신소재공학과 교수)과 중국 화중과학기술대 진타오 주(Jintao Zhu)·런화 덩(Renhua Deng) 교수 연구팀은 여러 겹의 고분자 막마다 수십 나노미터 크기의 '메조기공'을 형성한 '다층 메조다공성 베소좀'을 개발했다.

연구팀은 고분자 배열을 조절한 뒤 구조를 고정하고 특정 성분을 제거하는 방식으로 막이 무너지지 않으면서 기공이 형성되는 구조를 만들었다.

3차원 분석 결과 기공은 각 막에서 끊기지 않고 입자 안팎을 관통하는 통로로 이어졌으며 비표면적도 기공이 없는 기존 다층 입자보다 약 11.2배 넓어졌다.

요오드 흡착 실험에서는 30분 뒤 1g당 0.67g을 흡착해 기존 입자(0.41g/g)보다 약 1.6배 높은 흡착량을 보였다.

물속에서도 약 4시간 만에 최종 수준에 도달해 기존 입자보다 흡착 속도가 빨랐다.

연구팀은 해당 입자가 요오드를 흡착·방출하는 과정을 5차례 반복한 뒤에도 초기 흡착량의 81.6%를 유지했다고 설명했다.

이은지 단장은 "GIST-InnoCORE 세계석학멘토인 진타오 주 교수와 한중교류·공동연구사업을 통해 이어온 협력이 성과로 이어진 만큼, 앞으로도 국제 공동연구를 통해 연구를 발전시켜 나가겠다"고 말했다.

공동 제1저자인 황준호 박사는 "2차원 전자현미경 영상만으로는 여러 겹의 막 안에서 기공이 어떻게 이어지는지 확인하기 어려웠으나 여러 각도의 영상을 3차원으로 재구성한 결과 각 막의 기공이 안팎을 관통하고 있음을 직접 확인했다"고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 한중공동연구사업과 과학기술정보통신부 지스트-이노코어(GIST-InnoCORE) 사업의 지원을 받았다.

연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인에 지난 1일 게재됐다.


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