영국왕립화학회 발간 ‘소프트 매터지‘에 이중 에멀전 형성 수록
김규한 교수와 김수빈 학생(오른쪽)
[대전=일요신문] 육심무 기자 = KAIST 학부 4학년 김수빈 학생의 이중 에멀전(Double Emulsion) 형성 관련 논문이 국제 학술지의 표지논문에 선정됐다.
김수빈 학생의 논문은 세계적으로 권위 있는 학술단체인 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)가 발간하는 국제 학술지 ‘소프트 매터(Soft Matter)’2018년 2월 7호 표지논문에 논문명 ‘Controllable one-step double emulsion formation via phase inversion’으로 게재됐다.
특히 김수빈 학생은 이번 표지 이미지를 자신의 상상과 관찰을 바탕으로 직접 디자인해 그 가치를 더 높였다.
김 군이 수행한 이번 연구는 이중 에멀전의 안정성 향상 관련 연구로, 이중 에멀전이란 에멀전 방울 안에 또 다른 액체로 구성된 방울이 서로 섞이지 않고 캡슐화된 상태로 구성된 형태를 뜻한다.
이중 에멀전은 캡슐화를 통한 보유 능력이 탁월해 식품, 화장품, 약물 전달 등 다양하게 사용 가능하다.
그러나 이중 에멀전을 대량 생산할 수 있는 기존 기술은 내부의 액체 방울을 만든 뒤 이를 캡슐화하는 두 단계의 공정에서 액체 방울이 쉽게 파괴되고 개발 이후 이중 에멀전의 안정성이 보장되지 않는 한계가 있다.
또한 이런 과정에서 이중 에멀젼의 크기와 내부 액체 방울의 비율을 조절하는 데 어려움을 겪고 있다.
김수빈 학생 논문이 실린 영국왕립학회지 표지
김 군은 분자들의 화학 반응처럼 물방울들이 충돌해 일어나는 상 반전(Phase Inversion)의 과정에서 단서를 얻어 상 반전이 일어나는 과정에서 이중 에멀전이 일시적으로 형성됨을 발견했고 이를 바탕으로 이중 에멀젼의 안정성을 높일 수 있는 기준을 제시했다.
이후 지속된 연구에서 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA)와 소수성 실리카 입자가 이 조건을 만족하는 것을 찾아내 한 번의 공정으로 안정적인 이중 에멀젼을 만들 수 있음을 증명했다.
추가적으로 PMMA와 나노입자의 양을 조절해 이중 에멀젼 내부 물방울의 개수와 부피를 조절하는데 성공했다.
김수빈 학생은 “이번 연구 결과로 이중 에멀젼의 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”며 “앞으로도 정확한 원리를 파악하고 이를 바탕으로 정교하게 컨트롤 할 수 있는 화학제품을 만들어내고 싶다”고 말했다.
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