- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

- 피부처럼 손상 정도 파악이 가능하고 스스로 회복 - 반복하여 재사용해도 기능성을 유지해 폐기물 절감 가능 자동차나 선박, 건물은 외부 환경으로부터 내부를 보호하기 위해 사람의 피부에 해당하는 코팅제를 표면에 바른다. 현재 사용되고 있는 코팅제는 손상 여부를 파악하기 힘들고, 재사용도 불가능해 일정 기간이 지나면 일괄 교체해야 한다. 이 때문에 대량의 폐기물과 처리 비용이 발생하고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진)은 소프트융합소재연구센터 김태안 박사팀이 손상 부위에 색 변화가 나타나 즉각적인 진단이 가능하면서 높은 온도에서 스스로 회복하는 코팅 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존에 연구되고 있는 손상 감지 또는 자가 회복이 가능한 코팅 소재는 기능성 물질을 포함하고 있는 매우 작은 캡슐을 혼합하는 방식이다. 하지만 한번 깨진 캡슐은 다시 사용할 수 없으므로 반복적인 손상 감지와 자가 회복이 어렵다. KIST 연구진은 외부 자극으로 화학적 결합이 끊어지더라도 원래의 형태로 돌아올 수 있는 화학적 구조를 지닌 분자를 이용해 손상 진단과 자가 회복 기능을 여러 번 반복하여 구현할 수 있는 소재를 개발했다. 본 연구에서는 외부에서 힘이 가해질 때 특정 화학적 결합이 끊어지면서 색을 나타내는 기능을 가진 응력 시각화 분자와, 온도에 의해 결합이 분리되었다 재형성 될 수 있는 분자가 도입된 고분자 소재를 합성했다. 응력 시각화 분자에 힘을 가하면 특정 결합이 끊어지며 색을 나타낼 수 있는 형태로 바뀐다. 합성된 코팅 소재는 손상된 부위가 보라색이 되었다가 100도 이상의 온도를 가하면 가공 가능한 형태로 바뀌면서 물리적으로 치유되어 무색이 되는 특성을 보였다. 연구진은 분자 단위의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기계적 힘을 가해 원하는 특정 화학적 결합만이 선택적으로 끊어져 색이 나타나는 구조로 바뀔 수 있음을 예측하였고, 이에 실제 코팅제를 합성하여 그 기능이 구현되는 것을 확인했다. 본 연구에서 개발된 다기능성 코팅 소재는 자동차, 해양, 방호, 목재, 철도, 포장, 항공 우주 사업 등 기존 산업용 코팅제의 적용 분야 전반에서 광범위하게 활용되어 산업용 폐기물을 절감하는 데 크게 이바지할 수 있다. 또한, 외부의 에너지원 없이 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있어 휴머노이드와 같은 로봇의 인공피부로도 활용이 기대된다. KIST 김태안 박사는 “캡슐과 같은 외부 인자의 도움 없이도 소재 스스로 손상 감지와 자가 회복 기술을 동시에 구현하는 방안을 제시한 연구”라고 말하며, “다만 반복적인 자가치유가 가능하다고 하더라도 영구히 사용할 수 있는 것은 아니므로, 수명 한계에 다다른 소재를 환경에 해가 없는 물질로 분해하거나 재자원화할 수 있는 형태로 변환하는 추가 연구를 진행 중이다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요 사업(K-Lab)으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지인 ‘NPG Asia Materials’(IF: 10.761) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Mechanochromic and thermally reprocessable thermosets for autonomic damage reporting and self-healing coatings - (제 1저자) 한국과학기술연구원 윤수빈 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김태안 선임연구원 그림설명 [그림 1] 손상 감지 및 자가 회복이 동시에 가능한 코팅제의 작동원리 [그림 2] 다양한 기판에 코팅제로 적용되어 손상 발생 및 자가 회복 기능을 수행

피한방울로 치매진행과정 한눈에 -신규 바이오마커 발굴로 진단 뿐 아니라 증상 변화 관찰까지 가능 -KIST 개방형 연구사업 첫 결실, 치매진단기술 곧 상용화 알츠하이머 치매는 아직까지 진단과 치료가 불가능한 사망률 100%의 퇴행성 뇌질환이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 김영수 박사 연구팀이 간단한 혈액 검사를 통해 알츠하이머 치매의 진단 뿐만 아니라 질병의 악화나 치료과정을 관찰할 수 있는 기술을 개발하였다. 치매의 원인인 베타아밀로이드 단백질과 치매로 인해 발생하는 면역체계이상 단백질인 인터루킨을 동시에 혈액에서 측정하는 방식이다. 이를 통해 정상인과 환자간 구분 뿐만 아니라, 환자들의 증상 차이나 치료 예후도 알아 낼 수 있을 것으로 보인다. 이미 국내외 대형 병원과의 임상실험을 성공적으로 수행해 온 KIST 연구팀은 이번 연구 성과를 계기로 쉽고 빠르며 보다 정밀하게 치매 진단이 가능해 관련기술을 조만간 상용화할 계획이다. KIST 뇌과학연구소 김영수 박사팀은 1년전 혈액 속 베타아밀로이드 측정으로 치매를 진단할 수 있다는 병리학적 근거를 세계최초로 제시한 바 있다. 그 동안 임상 검증 연구에 집중해 온 연구팀은 맞춤형 의료 구현을 위해 치매 환자들의 예후 관찰법의 필요성을 느끼고 신규 바이오마커 연구를 병행해왔다. 치매는 인지 증상만으로는 환자의 병리학적 상태를 정의하기가 어렵다. 뇌발달에 의해 뇌기능이 일정 수준 보완되고 고학력자일수록 증상이 늦게 나타나기 때문인데 그렇다고 해서 뇌세포 파괴와 사망시기가 늦춰지는 것은 아니다. 객관적인 병리학적 정보를 혈액 검사를 통해 얻을 수 있다면 환자 맞춤형 치료법의 개발이 가능해진다. 연구팀은 치매 환자와 동일한 병리학적 변화를 나타내는 유전자 변형 생쥐의 혈액 내 면역계 단백질 변화에 주목했다. 알츠하이머성 치매 환자의 면역체계에 이상이 발생하고 베타아밀로이드 축적에 영향을 미친다는 최신 임상 보고(미국 인디아나 의과대학)에 착안한 것이다. 유전자 변형 생쥐의 치매가 악화 될수록 면역계 내장기관인 비장에 이상이 생긴다는 것을 확인하고 혈액을 뽑아 23종 면역계 단백질의 동정을 관찰했다. 그 결과 치매 초기부터 혈액 내 인터루킨-3(IL-3)의 농도가 정상 생쥐에 비해 감소되어있고 말기로 갈수록 저하 현상이 심해진다는 사실을 확인했다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액 검사라는 쉬운 시험법을 통해 알츠하이머 치매의 진단 뿐만이 아니라 질환의 예후 관찰 또한 가능하다는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “현재 100 여명 이상의 환자 혈액을 대상으로 한 임상 연구가 매우 성공적이고, 조만간 치매진단기술 상용화를 통해 고령화 사회의 심각한 사회문제로 대두되고 있는 치매해결에 한 걸음 더 다가갈 것으로 기대된다.”고 말했다. KIST는 치매 혈액 진단용 나노바이오 센서 시스템(황교선 박사)을 개발하여 국내외 대형 병원과 현재 성공적으로 임상 검증 연구를 수행 중이며 연내 기술이전을 통한 상용화를 목표로 하고 있다. 이 기술이 상용화 되면 누구나 편리하게 혈액검진으로 치매를 조기에 진단할 수 있고, 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있다. 무엇보다 중요한 것은 치매환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다는 점이다. 본 연구는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 진행되었다. KIST는 국가적 사회현안문제해결 및 신산업 창출을 위한 개방형 연구사업(Open Research Program)을 2013년부터 수행하고 있다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Abnormalities of plasma cytokines and spleen in senile APP/PS1/Tau transgenic mouse model’라는 제목으로 10월 27일자 온라인 판에 게재되었다. <그림자료> <그림 1> 베타아밀로이드 검출 뇌척수액 및 혈액 검사 치매가 악화 될수록 혈중 베타아밀로이드 농도가 감소함. <그림 2> 치매 악화에 따른 면역계 내장 기관 이상 생쥐모델에서 치매초기부터 면역계 내장 기관인 비장의 조직이 파괴되고(좌) 비장종대 현상이 나타남. <그림 3> 혈액 내 면역계 단백질 동정 관찰 혈액 내 23종의 면역계 단백질(사이토카인)을 분석한 결과 인터루킨-3(IL-3)의 농도가 치매 초기부터 정상 생쥐에 비해 감소현상을 보임.

피한방울로 치매진행과정 한눈에 -신규 바이오마커 발굴로 진단 뿐 아니라 증상 변화 관찰까지 가능 -KIST 개방형 연구사업 첫 결실, 치매진단기술 곧 상용화 알츠하이머 치매는 아직까지 진단과 치료가 불가능한 사망률 100%의 퇴행성 뇌질환이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 김영수 박사 연구팀이 간단한 혈액 검사를 통해 알츠하이머 치매의 진단 뿐만 아니라 질병의 악화나 치료과정을 관찰할 수 있는 기술을 개발하였다. 치매의 원인인 베타아밀로이드 단백질과 치매로 인해 발생하는 면역체계이상 단백질인 인터루킨을 동시에 혈액에서 측정하는 방식이다. 이를 통해 정상인과 환자간 구분 뿐만 아니라, 환자들의 증상 차이나 치료 예후도 알아 낼 수 있을 것으로 보인다. 이미 국내외 대형 병원과의 임상실험을 성공적으로 수행해 온 KIST 연구팀은 이번 연구 성과를 계기로 쉽고 빠르며 보다 정밀하게 치매 진단이 가능해 관련기술을 조만간 상용화할 계획이다. KIST 뇌과학연구소 김영수 박사팀은 1년전 혈액 속 베타아밀로이드 측정으로 치매를 진단할 수 있다는 병리학적 근거를 세계최초로 제시한 바 있다. 그 동안 임상 검증 연구에 집중해 온 연구팀은 맞춤형 의료 구현을 위해 치매 환자들의 예후 관찰법의 필요성을 느끼고 신규 바이오마커 연구를 병행해왔다. 치매는 인지 증상만으로는 환자의 병리학적 상태를 정의하기가 어렵다. 뇌발달에 의해 뇌기능이 일정 수준 보완되고 고학력자일수록 증상이 늦게 나타나기 때문인데 그렇다고 해서 뇌세포 파괴와 사망시기가 늦춰지는 것은 아니다. 객관적인 병리학적 정보를 혈액 검사를 통해 얻을 수 있다면 환자 맞춤형 치료법의 개발이 가능해진다. 연구팀은 치매 환자와 동일한 병리학적 변화를 나타내는 유전자 변형 생쥐의 혈액 내 면역계 단백질 변화에 주목했다. 알츠하이머성 치매 환자의 면역체계에 이상이 발생하고 베타아밀로이드 축적에 영향을 미친다는 최신 임상 보고(미국 인디아나 의과대학)에 착안한 것이다. 유전자 변형 생쥐의 치매가 악화 될수록 면역계 내장기관인 비장에 이상이 생긴다는 것을 확인하고 혈액을 뽑아 23종 면역계 단백질의 동정을 관찰했다. 그 결과 치매 초기부터 혈액 내 인터루킨-3(IL-3)의 농도가 정상 생쥐에 비해 감소되어있고 말기로 갈수록 저하 현상이 심해진다는 사실을 확인했다. KIST 김영수 박사는 “본 연구는 혈액 검사라는 쉬운 시험법을 통해 알츠하이머 치매의 진단 뿐만이 아니라 질환의 예후 관찰 또한 가능하다는 이론적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며, “현재 100 여명 이상의 환자 혈액을 대상으로 한 임상 연구가 매우 성공적이고, 조만간 치매진단기술 상용화를 통해 고령화 사회의 심각한 사회문제로 대두되고 있는 치매해결에 한 걸음 더 다가갈 것으로 기대된다.”고 말했다. KIST는 치매 혈액 진단용 나노바이오 센서 시스템(황교선 박사)을 개발하여 국내외 대형 병원과 현재 성공적으로 임상 검증 연구를 수행 중이며 연내 기술이전을 통한 상용화를 목표로 하고 있다. 이 기술이 상용화 되면 누구나 편리하게 혈액검진으로 치매를 조기에 진단할 수 있고, 또한 질병 조기 발견을 통하여 병이 중증으로 진행되는 것을 최대한 지연시킴으로 환자가 인간다운 삶을 더욱 길게 누리게 할 수 있다. 무엇보다 중요한 것은 치매환자군 분류를 가능하게 하여 치료 신약 개발연구에 기여를 할 수 있다는 점이다. 본 연구는 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 개방형 연구사업 알츠하이머 치매 혈액 진단 시스템 개발(단장 김태송, Dennis Choi) 과제로 진행되었다. KIST는 국가적 사회현안문제해결 및 신산업 창출을 위한 개방형 연구사업(Open Research Program)을 2013년부터 수행하고 있다. 연구 결과는 ‘Scientific Reports’ 10월호에 ‘Abnormalities of plasma cytokines and spleen in senile APP/PS1/Tau transgenic mouse model’라는 제목으로 10월 27일자 온라인 판에 게재되었다. <그림자료> <그림 1> 베타아밀로이드 검출 뇌척수액 및 혈액 검사 치매가 악화 될수록 혈중 베타아밀로이드 농도가 감소함. <그림 2> 치매 악화에 따른 면역계 내장 기관 이상 생쥐모델에서 치매초기부터 면역계 내장 기관인 비장의 조직이 파괴되고(좌) 비장종대 현상이 나타남. <그림 3> 혈액 내 면역계 단백질 동정 관찰 혈액 내 23종의 면역계 단백질(사이토카인)을 분석한 결과 인터루킨-3(IL-3)의 농도가 치매 초기부터 정상 생쥐에 비해 감소현상을 보임.