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차세대 주름 방지제로 사용될 나노기술 고분자 필름의 구부러짐 방지 기술 소개
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미시간주립대학 화공학자들은 나노입자들의 첨가에 의해 박막 고분자 필름이 구부려지고 주름이 잡히는 것을 방지할 수 있다는 것을 발견하였다.
이 연구결과는 전자 모니터와 같이 새로운 기술에서 박막이 보다 더 중요해지고 있기 때문에 결정적인 문제점에 대한 해결안이 될 수 있다. 인간의 주름살 방지 화장품은 마이크로더마브레지안(dermabrasian)으로부터 레이저와 보톡스 주입에 이르기까지 공상과학소설과 연관성이 있을 것 같은 기술들을 포함하고 있다.
화학공학과 조교수인 이일순 박사는 박사과정 학생인 트로이 헨드릭(Troy Hendricks)과 함께 2006년 12월 미국화학학회의 나노 레터지에 주름의 본질인 작은 구부러짐을 부드럽게 펴기 위해 매우 작은 나노입자(50 나노미터)를 사용하는 것이 가능하다는 연구결과를 온라인으로 게재하였다.
이 논문은 제조공정 동안에 압축되거나 가열되는 과정에서 고분자 필름이 구부러지는 것을 방지할 수 있는 첨단방법을 소개하면서 이번 연구의 성과는 이것이 인간 피부에 적용될 수 있다는 것을 보인 것이라고 이일순 박사는 말했다. 이 연구는 미국과학재단과 미시간 경제 개발 협회(the Michigan Economic Development Corp.)에서 지원을 받았다.
“모든 것은 정말 작은 크기에서 시작된다. 만약 우리가 아주 시초부터 나노 수준에서 구부러지는 것을 방지할 수 있다면 우리는 큰 크기의 주름도 제거할 수 있다. 주름들은 작은 크기에서 시작되고 성장하고 나면 우리는 이 주름을 제거할 수 없다.”고 이일순 박사는 말한다.
나노입자들은 조직을 부드럽게 하고 통통하게 만들기 위해 피부에 보다 깊숙이 파고들 수 있으며 비타민과 다른 물질들을 전달할 수 있기 때문에 이미 화장품 시장에서 사용되고 있다.
그러나 이일순 박사는 나이가 먹으면서 딱딱해지고 주름이 잡히는 피부의 얇은 최외층(표피) 아래에 주입될 수 있는 박막을 계획하고 있다. 따라서 시간이 지남에 따라 표피 아래의 보다 두꺼운 피부가 보다 유연하게 남아있을 수 있게 해준다.
박막에 펼쳐져 있는 나노입자들은 평면에 압축력(compression force)을 깰 수 있으며 그들을 재배향시킨다고 이일순 박사는 설명한다. 일단 구부러지게 만드는 결정적인 변형 이하로 힘이 감소되면 필름은 구부러지지 않는다. 따라서 구부러짐도 주름도 없게 된다. 또한 필름에 있는 나노분말들은 주위 층에 영향을 주지 않고 구부러진 것이 펴지게 할 수 있다.
“주름이 없는 필름은 자동적으로 압력을 흡수하거나 편향시켜 마치 초기에 만들어질 때와 같이 평평하게 유지하게 해준다.”고 그는 말한다.
나노입자 필름들은 스스로 주름이 펴지는 것이 아니라 보다 많은 주름이 생기는 것을 방지하고 피부향상을 안정화시키기 위해 안검형성(eyelift)과 같이 화장하는 동안에 첨가될 수 있는 필름내의 가능성을 가진다.
또한, 이 기술은 외과성형을 위한 인공 피부와 같이 의학 분야에도 응용할 수 있다.
이 아이디어는 우선 건강과 안전에 대한 염려가 함께 검증되어야 한다. 이일순 박사 실험실에서는 협동연구원들과 함께 혹시 이 기술이 독성 반응이 있는지를 조사하기 위해 다양한 세포와 단백질에 고분자 필름을 적용하고 시험하는 연구를 수행 중이다.
홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr |
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