음식물 포장과 멤브레인 필터를 위한 고분자융합 박막 합성물

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KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-10-27
핀란드 국가기술연구센터(VTT Technical Research Centre of Finland)의 수석 연구원인 Juha Nikkola M.Sc.(Tech.)가 그의 박사학위 논문으로 박막 합성물(thin-film composite)의 제조나 변형에 이용되는 새로운 융합 재료물질을 만들어내는데 성공했다. 이 프로젝트의 결과, 식품 포장을 위해 즉시 적용이 가능하며 뛰어난 확산장벽(diffusion barrier: 증착 불순물이 다른 층에 달라 붙는 것을 막아주는 역할을 함)을 지닌 새로운 재료와 정수(water purification) 과정에서 안티파울링(anti fouling: 배 등의 밑바닥에 다른 불순물이 달라 붙는 것을 막아주는 것) 속성이 향상된 멤브레인 필터를 만들어낼 수 있었다. 향후, 유사한 물질들이 플렉서블 OLED 디스플레이와 벽, 천정재(ceiling panel) 등을 만드는데 이용될 수 있을 것이다. 이 박사학위 프로젝트는 표면에 박테리아들이 달라붙는 것을 줄일 수 있는 표면 재료 물질의 개발도 포함하고 있다. 이러한 특성이 향상된 표면 재료들은 멤브레인 필터나 벽 표면을 깨끗이 하는데, 혹은 식품의 보존 기간을 늘리는데 이용될 수 있을 것이다. 음식물의 부패 또한, 이번 프로젝트에서 개발된 박막 합성물 구조(thin film composite structure)가 들어간 플라스틱으로 코팅된 새로운 카드보드지를 이용해 지연될 수 있을 것이다. 또한 뛰어난 확산장벽을 지닌 재료는 전자기기 산업의 플렉서블 OLED 디스플레이에 이용되거나 벽이나 천장재 등에 이용될 수 있다. 이 박사프로젝트는 또한 다양한 코팅 기술을 이용한 플렉서블 박막 복합물의 제조와 연구를 포함하고 있으며 박막 복합물의 안티파울링 기능에 대해서도 연구를 수행했다. 개발된 이 융합 재료물질은 롤투롤(roll to roll) 프로세싱에 의해 생산되었다. 이 연구는 또한 대기 플라즈마 증착(atmospheric plasma deposition), 원자층 증착(atomic layer deposition), 졸-겔 증착 등의 연구에도 초점을 맞추고 있다. 융합재료는 간단히 두 물질을 마크로(macro), 마이크로(micro), 나노(nano) 수준에서 조합한 것이다. 융합재료는 말 그대로 일반적인 혼합, 다중 층, 혹으 나노구조화된 재료를 의미한다. 예를 들어, 다중층 구조는 박막 증착 기술로 만들어져 융합 물질로 불리고 있다. 박막 복합물은 일반적으로 서로 다른 기능을 수행하는 3개의 층으로 구성되어 있다. 이 중에서 지지층과 핵심 코어층은 강도나 유연성과 같은 기계적인 속성을 제공한다. 코어층은 또한 화학적인 내구력, 투과도, 복합물의 조성 등에 영향을 준다. 피부 층을 위해 필요한 속성들은 분리 효율성, 확산장벽기능, 강도, 표면에너지 및 액체 혹은 기체의 투과도 등이 있다. 이에 대한 보다 자세한 연구 결과는 [The thesis is available online at Polymer hybrid thin-film composites with tailored permeability and anti-fouling performance: www.vtt.fi/inf/pdf/science/2014/S66.pdf]을 참고하기 바란다. http://phys.org/news/2014-10-polymer-hybrid-thin-film-composites-food.html