나노기술 및 정책 정보

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이화학연구소(RIKEN) 창발물성과학연구센터 응급생체관련소프트물질연구팀 등의 공동 연구그룹이 무기 나노 시트와 물만 이용하여, 생물처럼 역학 물성을 동적으로 바꾸는 ‘하이드로 겔’을 개발하는 데 성공함. 공상과학(SF)이나 신화에 무기 생명체가 자주 등장하지만, 현실적으로는 단단하고 자극 응답성이 부족한 무기 물질로부터 생물과 같은 동적 기능을 나타내는 재료를 제작하는 것은 불가능했음. 연구진은 이산화티타늄(TiO2) 나노 시트와 물만 이루어진 하이드로 겔이 온도 및 빛 등의 자극에 반응하여 내부 네트워크 구조를 동적으로 변형함으로써, 역학 물성을 가역적이면서 고속으로 변화시키는 것을 발견함. 또한 미량의 광열 변환 나노 입자를 첨가함으로써 이 하이드로 겔의 물성을 빛 자극에 의해 시간·공간적으로 제어하는 데도 성공함. 개발된 하이드로 겔 네트워크는 무기 나노 시트라는 2차원 물질로 구성되기 때문에 1차원 물질에서 문제가 되는 네트워크끼리의 엉킴을 방지할 수 있으며, 고속이면서 가역적인 자극 응답성을 실현함. 본 연구 성과는 지금까지 고분자 재료 등의 유기 물질에 의존해온 자극 응답성 유닛으로서 무기 물질을 사용하는 새로운 전략 및 차세대 스마트 재료의 새로운 설계 지침을 제시할 것으로 기대됨.

본 연구는 ‘Nature Communications’ (“A mechanically adaptive hydrogel with a reconfigurable network consisting entirely of inorganic nanosheets and water”) 지에 게재됨.