한국화학연구원은 이상호 박사팀이 연세대학교 김병수 교수팀과 함께 인체에 무해한 고분자 소재의 수소결합을 극대화하는 방법을 통해 소량으로도 30㎏ 이상의 무게를 버틸 수 있는 비경화성 접착 소재를 개발했다고 16일 밝혔다.

기존 접착제는 접착력을 높이기 위해 주로 굳는 방식의 경화성 접착제를 사용하지만 대부분 독성이 강한 물질이 들어있고 사용 후 남은 접착제를 제거하기도 어렵다.

반면 이번에 개발한 비경화성 접착 소재는 인체에 무해한 물질로 만들었으며 사용 후 접착제를 제거하기 쉽고 접착력도 매우 우수하다.

공동 연구팀은 기존 비경화성 접착 소재의 낮은 접착력을 해결키 위해 접착 소재간 수소결합을 최대한 유도할 수 있는 구조로 고분자 형태를 정밀하게 변형했다.

이를 통해 0.16㎎/㎠ 당 30㎏ 이상 무게를 버텨 기존 비경화성 접착제에 비해 접착 성능을 2배 이상 높이는데 성공했다.

연구팀은 환형가지형, 고분지형, 선형 등 3가지 모양의 폴리에테르 폴리올로 변형에서 긴 모양의 선형 구조가 가장 수소결합이 강한 것을 확인한 뒤 수소결합 극대화 작업을 진행, 기존 대비 2.6배 높은 접착 성능을 확보했다고 설명했다.

이 기술로는 유리뿐만 아니라 수소결합을 유도할 수 있는 철, 플라스틱 등과 같은 다른 소재에서도 높은 접착력을 확보할 수 있다.

또 개발된 친환경 접착 소재는 버틸 수 있는 접착력 이상의 힘을 가해 끊어지더라도 열을 가하면 원래의 상태로 되돌릴 수 있는 수소결합의 특성이 있어 재활용성이 높고 일상생활에서 흔히 쓰이는 알코올 등으로 매우 쉽게 제거가 가능하다.

이번 연구결과는 과학기술 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 8월호 표지 논문으로 게재됐다.(논문명: Design of Topology-Controlled Polyethers toward Robust Cooperative Hydrogen Bonding)

화학연 이영국 원장은 "이번 연구로 기존 비경화성 접착 소재의 한계를 극복, 접착 성능이 크게 높아졌다"며 "인체에 무해하고 재활용 및 제거가 용이해 생활용품은 물론 경량화가 필요한 전자기기, 자동차 제조 분야, 바이오제품 등 여러 분야서 폭넓게 활용될 것으로 본다"고 말했다.