| 초록 |
□ 연구개요 해양선박이나 양식어구의 표면에는 해양생물 등이 부착하여 군집을 이루는데, 이 현상으로 인해 선박의 연료소모 증가, 양식어구 기능저하 등 막대한 경제적 손실이 초래되고 있어 이를 제어할 수 있는 방오소재 개발이 필요함. 본 연구는 홍조류 유래 다당류인 카라기난을 핵심물질로 사용하여 고성능 해양용 방오소재를 개발하는 것을 목표로 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 카라기난을 다양한 고체 표면에 고정하는 기술 개발 및 해양방오기능 확인 - 황산 작용기와 지르코늄(IV)간의 강한 배위결합을 이용하여 고체표면에 카라기난을 고정하는 기술을 개발하였음. 탄닌을 이용하여 나일론, 유리, 플라스틱 등 다양한 고체 표면을 선처리하여 준 뒤, 지르코늄을 이용하여 카라기난을 고정시키는 방식으로 다양한 고체 표면에 대한 카라기난 코팅을 수행할 수 있었음. 또한, 규조류를 이용하여 카라기난이 도입된 표면의 해양 방오기능을 성공적으로 확인하였음. λ-카라기난이 도입된 나일론의 경우 해수조건에서 최대 4주까지 안정적으로 해양방오기능을 나타낼 수 있었음. 2) 카라기난의 종류에 따른 해양방오기능 차이 확인 - Amphora coffearformis를 이용하여 방오성능을 분석한 결과, 3 종의 카라기난 중 황산 작용기를 가장 많이 함유하고 있는 λ-카라기난의 방오기능이 가장 뛰어났음. 그 뒤로, k-카라기난, i-카라기난 순서로 우수한 방오성능을 보였음. 3) 카라기난을 실제 산업에 적용하기 위한 스프레이 시스템 개발 - 카라기난 용액과 지르코늄(IV) 용액을 각각 만든 뒤, 동시에 분사할 수 있는 스프레이 시스템을 구축하였고, 이를 이용해 미리 탄닌이 도입되어 있는 고체표면에 분사해주었을 때 고체표면에 카라기난이 효과적으로 도입되는 것을 확인할 수 있었음. 스프레이 시스템의 가장 큰 장점은 카라기난을 도입하려는 물체의 모양에 상관없이 활용이 가능하다는 것임. 이러한 장점을 활용하기 위해 3차원 모양을 갖는 구조물에 카라기난을 도입하는 실험을 추가로 수행하였고, 3차원 구조물에도 카라기난이 성공적으로 도입되어 우수한 방오성능을 보임을 확인하였음. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 연구개발 성과의 우수성 별도의 공유결합 형성과정 없이, 배위결합만으로 기능성 고분자를 고체표면에 안정적으로 도입했다는 점에서 동 분야의 기술수준을 한 단계 업그레이드 시킨 성과로 생각됨. 본 연구에서 활용한 카라기난은 해조류에서 얻을 수 있기 때문에 이를 얻기 위해 별도의 화학반응 과정을 거치지 않아도 된다는 장점을 가지고 있으며, 이는 지속가능성 측면에서도 중요하다고 할 수 있음. 2) 연구개발성과의 활용계획 - 자연계에서 새롭게 발견되는 물질 중에는 기능성 물질들이 많이 포함되어 있음. 본 연구를 통해 얻은 기술은 앞으로 새롭게 발견될 물질에도 동일하게 적용되어 기능성 재료/소재를 개발하는 데에 쓰일 수 있을 것으로 기대함. - 천연에서 얻은 소재 뿐만 아니라 연구실에서 새롭게 합성되는 화학물질에도 적용가능할 것으로 예상됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
