나노기술 및 정책 정보

• 목록

중국과학원 선전(深圳) 선진기술 연구원 산하 선진 집적기술 연구소 소속 "기능 필름 소재 연구센터" 탕융빙(唐永炳) 연구원 연구팀은 중국과학원 선전(深圳) 선진기술 연구원 산하 바이오 의약 및 기술 연구소 소속 "인체 조직과 장기 퇴행성(退行性) 연구 센터" 자오잉(趙潁) 연구원 연구팀과 공동 연구를 실행하고 셀프 클린, 항균, 항 생물 접착, 항 마모 및 항 부식 특성을 보유하고 있는 신형 바이오닉스 멀티 차원의 다이아몬드 기능 필름을 개발하는데 성공함으로써 의료 방호(防護) 및 해양 기기 오염 방지를 위해 솔루션을 제공할 수 있게 되어 이슈가 되고 있음.

미생물은 공공장소, 의료기기 및 해양 정밀 기기에 접착되어 세균 감염, 의료기기의 효력 상실, 해양 기기의 기능 퇴화를 발생시키게 됨.

미생물의 접착을 억제할 수 있게 되면 전염병 전파를 피할 수 있는데 기존의 폴리머 등 접착 방지 소재는 기계 성능이 떨어지고 화학 안정성이 취약한 등 단점을 보유하고 있기 때문에 항균, 항 생물 접착 지구성에 영향을 끼치고 있으며, 다이아몬드는 항마모성, 항 부식성, 생물 호환성 등 강점을 보유하고 있기 때문에 신형 항 접착 소재로 활용하는 면에서 양호한 응용 전만을 보유하고 있음.

연구팀은 이번 연구를 실행하는 과정에서 단계별 결정 이식 기상 증착 방법을 이용하여 식물 잎 바이오닉스 구조를 보유하고 있는 초소수성 마이크로 나노 레벨 분류 다이아몬드 기능 필름을 개발하는데 성공하였는데 동 필름은 셀프 클린, 항 접착 기능을 보유한 동시에 초고(超高) 기계 성능과 화학 안정성을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

코팅 층이 없는 티타늄 합금에 비해 바이오닉스 다이아몬드 필름은 99%에 달하는 대장균 흡착을 억제할 수 있는 것으로 나타났으며, 해양 환경 속에서 티타늄 합금과 석영 유리(quartz glass)에 비해 바이오닉스 다이아몬드 필름은 95% 이상의 녹조 접착을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났음.

그 외, 바이오닉스 다이아몬드 필름의 항 마모 성능은 필름 코팅이 되어 있지 않는 티타늄 합금의 20배 이상 수준에 달하는 것으로 나타났으며, 부식성 액체 속에 1개월 담근 후 물리 화학 특성은 변화가 발생하지 않는 동시에 항균성도 변화하지 않는 것으로 나타났음.

현재 연구팀이 개발한 방법으로 제조한 바이오닉스 다이아몬드 필름은 다양하고 복잡한 기판과 다양한 상용화 기판 소재 상에서 제조할 수 있는 것으로 나타났는데 티타늄 합금, 실리콘, 석영 유리와 세라믹 기판 상에서 제조할 수 있는 것으로 나타났음.

연구팀이 이번 연구를 통해 개발한 항균, 항 생물 접착 소재는 고급 의료 기기와 해양 정밀 기기 분야에서 양호한 응용 전망을 보유하고 있음.

본 연구 성과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ ("Robust Biomimetic Hierarchical Diamond Architecture with Self-cleaning, Antibacterial and Antibiofouling Surface")지에 게재됨.