나노기술 및 정책 정보

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게이오(慶應)대학 이공학부 기계공학과, 가나가와(神奈川)현립 산업기술종합연구소 연구개발부 인공세포막시스템그룹, 스웨덴 왕립공과대학(Royal Institute of Technology) Micro and Nanosystems 등의 공동 연구그룹이 비혼화성 액체(물과 기름 등) 사이의 계면 에너지를 동력으로 이용함으로써 마이크로 크기의 미세 유체로 이루어진 3차원 구조를 출현시킬 수 있음을 보고함.

특정 격자 구조 중에 비혼화성 유체 2종류를 순차적으로 통과시키자 미세 액적(液滴)이 3차원으로 주기적으로 생성·배열되는 현상임. 이 현상을 이용함으로써 단위 부피당 매우 큰 유체 계면을 갖는 재료를 구축할 수 있음.

연구진은 본 특성을 살려 자극 응답성 겔 입자의 2차원 배열로 구성되는 온도 제어가 가능한 소프트 액츄에이터 재료를 개발했으며, 지질 2분자 막으로 연결된 물방울로 구성되는 3차원의 조직상 재료의 새로운 구축 방법을 고안함. 또한, 액적 생성에 있어 전단력을 저감할 수 있다는 특징을 활용하여 인간 세포 등의 고밀도 마이크로 캡슐화 기술을 실증하고 ‘세포 치료’라는 새로운 치료법으로 활용할 수 있음을 시사함.

본 연구 성과는 스마트 재료, 광결정, 의료 및 바이오 미메틱스의 다양한 분야에서 사용할 수 있는 신규 재료 개발에 기여할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Nature Physics(Fluid interfacial energy drives the emergence of three-dimensional periodic structures in micropillar scaffolds)에 게재됨.