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"능동 콜로이드 입자가 신세계 열 것" 스티브 그래닉 UNIST 교수

발행일2017.08.08 09:25

'콜로이드 입자를 활용하면 체내 투입 미세 치료로봇을 비롯해 바이오, 의과학 산업에 신세계가 열릴 것이다.'

스티브 그래닉 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 특훈교수(IBS 첨단연성물질연구단장)는 최근 '집단으로 움직이는 능동 콜로이드(Colloid) 입자 연구'에 관한 전망을 담은 논문을 '케미컬 소사이어티 리뷰' 최신호에 발표했다.

Photo Image<능동 콜로이드 연구로 주목받고 있는 스티브 그래닉 UNIST 특훈 교수.>

그래닉 교수는 이 논문에서 '콜로이드 입자는 나노 입자보다 (생산비용이) 싸기 때문에 연구 성과에 따라 활용 범위가 넓다. 특히 능동 콜로이드 입자는 별도의 에너지를 공급하지 않아도 되기에 활용 잠재력이 매우 크다'고 소개했다. 대표적인 활용 사례로 몸속에서 배터리 없이 움직이는 '미세로봇', 입자 표면에서 일어나는 화학반응에서 동력을 얻는 '합성입자' 등을 꼽았다.

'콜로이드'는 우유나 잉크, 혈액, 안개, 마요네즈처럼 입자들이 용매 속에 균일하게 퍼져 떠다니는 상태의 혼합물을 말한다. 우유에는 투명한 물(용매)에 지방과 단백질, 칼슘 등의 콜로이드 입자가 고르게 퍼져 둥둥 떠다닌다. 입자의 크기는 1㎚(나노미터, 10억 분의 1m)보다 크고, 1㎛(마이크로미터, 100만 분의 1m)보다 작다.

콜로이드 입자는 생명체를 이루는 최소 단위이며 우리 몸에도 효소와 단백질 같은 무수한 콜로이드 입자가 이동한다.

스스로 움직이는 능동 콜로이드 입자는 나노의학과 공학에서 차세대 유망기술로 꼽혀왔다.

그래닉 교수는 “능동 콜로이드 입자는 전기장이나 자기장, 열, 빛, 특정 물질의 농도 변화 등 환경적 요소에서 에너지를 얻는다. 이 능동 콜로이드 입자의 움직임에 변화를 주면 해당 물질의 성질을 바꿀 수 있고, 능동 콜로이드 입자의 집단 이동은 개별 움직임 때와는 전혀 다른 물질의 양상으로 이어진다”면서 “이미 음식이나 공기 정화, 페인트 등 산업계에서 콜로이드 입자를 이용하고 있지만 과학적 연구는 부족한 편”이라 설명했다.

그래닉 교수는 지난 2006년 '야누스 입자'라는 능동 콜로이드 입자를 만들어 이 같은 흥미로운 현상을 밝혀왔다.

야누스 입자는 지름이 1㎛ 내외의 공 모양 입자로 표면의 절반만 특정 물질로 코팅돼 입자의 반쪽이 띠는 전기〃화학적 특성이 다르다. 그래닉 교수는 이 입자를 액체에 분산시켜 콜로이드 입자의 다양한 이동을 관찰했다.

이어 지난해에는 집단적인 콜로이드 입자의 움직임에 관한 연구 결과를 네이처 머티리얼즈에 발표했다.

그래닉 교수는 “콜로이드를 제대로 다루려면 집단 움직임을 알아야 한다. 사회나 국가를 파악할 때 한 두 명의 행동이 아닌 집단 성향을 파악하는 것과 같은 이치”라면서 “능동 콜로이드의 '자발적 움직임'을 우리 삶에 접목하면 상상하기 어려운 새로운 미래가 열릴 것”이라 말했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com

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