균일한 마이크로크기의 구형 입자 제조기술 개발
균일한 마이크로크기의 구형 입자 제조기술 개발
  • 김정현 기자
  • 승인 2012.10.04 11:45
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▲ 신개념 마이크로 몰딩 기술을 이용한 기능성 구형 마이크로 입자제조기술 개발 모식도(사진제공=교육과학기술부)

신기술(마이크로몰딩 기술)로 매우 균일한 마이크로크기(백만분의 1미터)의 구형입자를 만드는 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 4일 충남대 이창수 교수(42), 최창형 박사, 성균관대 이진기 교수 등이 주도한 연구팀이 마이크로 몰딩을 이용해 균일한 구형 마이크로입자를 만드는 기술을 개발했다고 밝혔다.

구형의 마이크로입자는 ▲약물전달시스템 ▲소형 전자회로 ▲광학물질 등 다양한 분야에 활용된다.

마이크로입자를 약물전달시스템 등에 효율적으로 활용하기 위해서는 크기가 매우 작으면서도 균일한 입자를 만드는 것이 중요한데, 기존의 방법으로는 크기를 줄이는데 한계가 있고 균일하지 못하며 펌프와 같은 별도의 장비가 필요했다.

이 교수 연구팀은 마이크로몰딩 기술로 유체의 표면장력과 마이크로크기 몰드(거푸집) 속의 압력을 제어함으로써 균일한 구형마이크로 입자를 제조하는데 성공, 기존의 몰드 형상에 의존한 마이크로 입자제조 기술(임프린팅 몰딩 기술)의 한계를 극복했다.

이 교수팀은 먼저 소프트리소그래피 공정으로 만든 고분자 마이크로몰드 속 음각형태의 마이크로크기 도랑(micro-wells)에 딱딱하게 만들 수 있는 액체 상태의 단량체(고분자화합물(또는 會合體)를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질)를 채워 그 위에 이것과 혼합되지 않은 기름을 덮어 단량체-오일 계면을 만들었다.

이후 마이크로웰의 구조의 설계를 통해 내부의 중심부와 외곽부분 간의 압력 차를 유도해 액체상태의 단량체가 마이크로웰의 중심부로 이동하도록 해 표면장력으로 동그란 마이크로 입자를 만들 수 있었다.

이 기술은 다양한 물리적·화학적 방법으로 각종 기능성 마이크로입자를 자유자재로 제조할 수 있는 것이 특징이다. 또한 이 기술은 기존의 기술과는 달리 별도의 장비가 필요하지 않아, 시스템 자동화를 통한 고속 대량생산이 가능하다.

이 교수는 “이 기술은 우리 연구팀이 2010년에 개발한 기술(이방성 마이크로입자 제조기술)과 함께 다양한 형상의 비구형입자와 구형입자를 모두 만들 수 있게 됐다”며 “향후 다양한 패턴을 갖는 약물전달 시스템 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Advanced Materials’지에 온라인(9월 19일자)으로 발표됐으며, 연구의 중요성을 인정받아 표지논문으로 선정됐다.


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