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작은 나노섬유를 제조하는 새로운 스핀기술
 보다 조절을 잘할수 있게 해주고 보다 우수한 제품을 제공할 수 있는 장비는 생체적합성 재료들에서부터 공기 필터 등에 이루기까지 매우 필수적인 장비이다. 하버드 대학의 바이오엔지니어 연구진은 솜사탕 기계에 영가을 받아 작은 나노섬유를 제조하는 새로운 스핀장치를 제조하였다. 고속 원심기와 솜사탕 제조기 사이의 연계로 묘사되는 작은 나노섬유를 제조할 수 있는 새롭고 실용적인 기술이다.
저자 Mohammad Reza Badrossamay가 솜사탕 제조기를 이용한 아이디어는 회전 드럼 및 노즐을 사용하여 문자 그대로 단지 회전하면서 지름이 100나노미터인 고분자를 기반으로 하는 실을 뽑아내는 장비이다. 5월 24일에 나노레터지에 소개된 이 발명은 산업계에 매우 요긴한 장비로서 인공장기, 조직 재생에서부터 의복 및 공기 필터에 이르기까지 다양한 분야에 적요될 수 있는 잠재성을 가진다. 연구원들은 이들 발명품에 대한 특허를 출원하였다. “이것은 기존의 방법과 비교하여 생산성이 훨씬 뛰어나게 나노섬유를 만드는 매우 우수한 방법이다. 우리가 개발한 기술은 간단한 장비로 어떠한 실험실에서도 원하는 나노섬유를 쉽게 생산할 수 있기 때문에 산업계에 매우 바람직한 것이다. 사실상 이기술로써 우리는 나노직물을 주로 제조할 수 있다.”라고 하버드 공학 및 응용과학대학 바이오공학부의 조교수이며 하버드 대학 자연영감공학 Wyss연구원 회원이며 또한 하버드 대학 줄기세포 연구원의 회원인 공동저자 Kit Parker, Thomas D. Cabot는 말한다. 이와 대조적으로 나노섬유를 제조하는데 가장 일반적으로 사용된 방법은 전기방사 혹은 강한 전압 전기변화를 고분자 방울에 주어 나노 크기의 실로 길게 뽑아내는 기술이었다. 전기방사는 효율적이지만 원하는 섬유를 제조하기 위해 조절하기가 어렵고 만들어진 생산량도 낮았다.
하버드 대학의 연구원들은 회전 제트 방적을 이용하여 보다 간단한 방법을 사용하였다. 조절 모터가 위에 달려 있는 저장소 내부로 고분자재료를 빠르게 넣으면서 회전시키면 조절을 보다 잘 할 수 있고 생산량도 높일 수 있다. 실이 만들어질 때 재료는 용융된 설탕이 늘어나는 것과 같은 방법으로 늘어나고 가늘고 부드러운 리본으로 건조된다. 솜사탕 생산에서와 같이 나노서유는 유체정역학 및 원심력의 조합에 의해 노즐을 통해 사출된다. 결과적으로 사출된 섬유는 지르이 약 10센티미터인 베이글 모양으로 제조된다. “이 새로운 시스템은 섬유 배향과 망의 기공도, 섬유조직의 기하학적 구조 및 공간적인 조직, 삼차원적인 조립체에 대한 조절을 훨씬 잘 조정할 수 있을 뿐만 아니라 자연고분자 및 합성고분자의 제조도 가능하게 해준다.”라고 하버드 공학 및 응용과학대학 바이오공학부 Parker실험실의 회원이며 Wyss연구소의 박사후 연구원인 Badrossamay는 말한다.
연구원들은 클로로포름에 용해되어 있는 폴리락틱 산, 옥수수 전분 혹은 사탕수수에서 만들어진 생분해성 고분자와 같은 다양한 합성 고분자 및 천연고분자를 가지고 새로운 장비를 시험하였다. 이들 재료들은 1회용 컵과 같은 제품에서 플라스틱을 대체하여 사용될 수 있는 친환경 제품이다. 더구나 빠른 회전 방법은 섬유의 지름이 쉽게 조절되고 구조가 배향된, 삼차원의 구조 내 통합될 수 있게 해주며 단지 섬유의 수집방법을 조절하는 것에 의해 간단히 형상을 바꿀 수 잇게 해준다. 섬유의 형태도 구 형상에서 직조물, 부드러운 형상으로 다양하게 바꿀수 있다.
※출처: GTB 글로벌동향브리핑
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