전혀 뗄 수 없는 극초강력 접착제 개발

■ 전혀 뗄 수 없는 극초강력 접착제 개발

 

사람의 힘으로는 절대로 떼어낼 수 없는 접착제를 과학자들이 만들어냈다. 캐나다 빅토리아 대학. 브리티시컬럼비아 대학 공동 연구진은 비스디아지린(bis-diazirine)에 속하는 새로운 분자의 교차 결합(가교) 특성을 이용해 어떤 상업용 접착제 보다 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 교신 저자인 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. 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(bis-diazirine) 분자들을 열이나 빛으로 활성화해 카벤(carbene)을 형성하도록 가교제로 사용했다. 카벤은 반응성이 높은 분자이며, 폴리머에서 탄소(C)와 수소(H)의 결합에도 쉽게 삽입돼서 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(충격 저항)과 부식하지 않는 내부식성(부식 저항)을 모두 갖는다.

 

이에 대해 공동 저자인 아바스 밀라니 UBC 교수(기계공학과) 겸 UBC 산하 재료 제조 연구소 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 캐나다 달러(약 13억 5500만원)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 (2019년 11월 15일자)에 실렸다.