나노기술 및 정책 정보

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[중국] 섬유소 나노섬유 제어가능 개발 및 거시조립 연구

□ 주요 내용

○ 섬유소(Cellulose)는 자연계 중에서 폭넓게 존재하는 일종 천연적인 재생 가능한 폴리머 자원으로서 목재, 목화, 비(非) 목질(木質) 섬유, 부분적인 원생(原生) 동물 및 식물 매트릭스 속에 폭넓게 존재하고 있다.

○ 섬유소 나노섬유는 섬유소 나노 결정이라고도 하는데 일종 동식물 조직에서 추출하여 분리해낸 섬유소로서 사이즈가 나노 범위(길이는 수 백 나노미터에 달하고 지름은 5-50나노미터에 달함) 내의 천연 유기 고분자 나노 재료에 속한다. 섬유소 나노섬유는 소스가 폭넓고 재생가능하며 생물 분해가 가능하고 기계 성능이 이상적이며 쉽게 기능화 할 수 있는 등 특징을 보유하고 있다.

○ 섬유소 나노섬유는 의약, 조직 공정, 초미세여과(Ultrafiltration) 복합 막, 나노 강화 등 분야에서 거대한 응용 전망을 보유하고 있다.

○ 최근 중국과학원 상하이(上海) 응용물리 연구소 산하 생명과학부의 X-레이 산란 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 황마(Jute) 섬유에 기반 한 섬유소(Cellulose) 나노섬유 제어가능 개발 거시조립을 실현하여 이슈가 되고 있다.

○ 연구팀은 상하이(上海) 광원(Light source) 싱크로트론 방사(Synchrotron Radiation) X-레이 작은 각도 산란, 넓은 각도 등 특성 분석 수단을 이용하여 황마 섬유가 전 처리 과정(Pretreatment process)에서 섬유소 결정 형태 및 결정 구조의 미시적 변화 및 전 처리 과정이 섬유소 나노섬유를 개발하는데 끼치는 영향 법칙에 대한 계통적인 연구를 실행하였다.

○ 연구팀은 냉동 건조 방법을 통해 섬유소 나노섬유를 3차원 멀티 레벨 구조를 보유한 초경량 에어로젤 재료(Ultra-light airgel material)로 조립하는데 성공하였다.

○ 연구팀은 이번 연구를 통해 황마 섬유의 섬유소 나노섬유 개발 과정을 간편화 한 동시에 최적화 하였으며 개발 효율성과 생산성

을 향상시킴으로써 섬유소 나노섬유의 양산을 위한 기술 기반을 구축하였다.

○ 연구팀의 관련 연구 성과는 Carbohydrate Polymers 학술지(2014, 109, 35-43)와 Journal of Materials Chemistry A 학술지(2014, 2, 6402-6411)에 발표되었으며, 그 중 Journal of Materials Chemistry A 학술지에 발표된 '섬유소 나노섬유 결정 타입과 결정 정도에 대한 조정 제어 방법 연구'라는 테마의 논문은 Back Cover 논문에 선정되었다.