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NEW 김문석 교수팀, 차세대 스마트 고분자 기술의 청사진 제시
- 2025-11-06
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아주대학교 연구진이 의료∙환경 분야에 활용되는 지능형 소재 ‘차세대 자극반응성 고분자’ 기술의 발전 방향을 제시했다. 지능형 소재로서 자극반응성 고분자는 정밀 의료나 친환경 포장 등에 활용될 수 있는 혁신적 기술이다.
우리 학교 김문석 교수 연구팀은 생체 내·외부 자극에 반응해 스스로 구조나 성질을 조절할 수 있는 고분자의 최신 연구 동향을 통합적으로 분석해 글로벌 저명 학술지 <머티리얼스 사이언스 앤드 엔지니어링 R (Materials Science & Engineering R)> 최근호에 ‘생의학 및 환경 응용을 위한 자극반응성 고분자의 최신 동향(Advances in Stimuli-Responsive Polymers for Biomedical and Environmental Applications)’이라는 제목의 논문을 게재했다고 밝혔다.
이번 연구에는 아주대 김문석 교수(응용화학과·분자과학기술학과)팀과 미국 퍼듀대학교 박기남(Kinam Park) 교수팀이 함께 참여했다. 아주대 분자과학기술연구센터 강태웅 박사(위 사진)가 제1저자로, 김문석 교수는 교신저자로 함께 했다.
‘자극반응성 고분자’는 환경 변화에 따라 가역적 또는 비가역적으로 구조를 변형하며 기능을 조절할 수 있는 지능형 소재다. 의료 분야에서는 ▲맞춤형 약물전달 ▲하이드로겔 기반 조직재생 ▲실시간 바이오센싱에 응용될 수 있고, 환경 분야에서는 ▲오염물질 제거 ▲자가복원 코팅 ▲생분해성 포장재 ▲친환경 센서 등으로 활용 가능하다. 연구팀은 이번 논문에서 자극반응성 고분자에 대한 최신 연구를 자극의 종류별 특성과 장단점과 응용 가능성 등을 종합적으로 비교·분석 및 정리 자극반응성 고분자의 설계와 응용을 위한 표준화된 참고 지침을 제시했다.
연구팀은 최근 10년간의 연구 성과를 심층적으로 분석해 pH, 산화환원, 효소 등 내부 자극과 온도, 빛, 자기장, 전기장 등 외부 자극에 따라 반응하는 고분자 시스템을 체계적으로 정리하고 ▲다중 자극 반응형 설계 ▲4D 프린팅 ▲인공지능(AI) 기반 폴리머 설계 등 최신 융합 기술의 발전 방향을 설명했다.
연구팀이 제안한 자극반응성 고분자 기술의 발전 및 응용 방안
더불어 공동 연구팀은 기존의 단일 자극형 소재를 넘어, 4D 프린팅과 AI 설계를 융합한 ‘다중 자극 반응형 시스템’의 가능성을 강조했다. 이러한 접근은 외부 자극에 따라 구조나 기능이 실시간으로 변화하는 우수한 기능의 스마트 소재 구현을 가능하게 해, 앞으로 ▲정밀의료 ▲스마트 제조 ▲환경 복원 등 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌 것으로 기대된다.
아주대 김문석 교수는 “이번 연구는 생의학과 환경을 하나의 통합적 관점에서 다룬 첫 종합 리뷰로, 자극반응성 고분자의 현재 연구 지형과 미래 응용 가능성을 동시에 제시했다는 점에서 의미가 있다”라며 “친환경 소재 산업과 스마트 바이오 소재 분야의 국제 연구를 선도할 중요한 이정표가 될 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부(미래유망융합기술파이오니아 사업)와 중소벤처기업부(초격차 스타트업 육성사업, DIPS 1000+)의 지원을 받아 수행됐다.