국내 대학 연구진이 식물 표면에 강하게 붙으면서도 필요할 때는 물만으로 쉽게 떼어낼 수 있는 접착 소재가 개발했다.

중앙대학교 배진혜 교수 연구팀은 식물 표면 구조와 관계없이 안정적으로 부착되면서도 가역적으로 제거할 수 있는 식물 전용 하이드로겔 접착제를 개발했다고 10일 밝혔다.

기존 식물용 센서나 약물 전달 기술은 식물 조직을 직접 관통하거나 접착력이 약해 쉽게 떨어지는 문제가 있었다. 특히 미세 바늘 방식은 식물 조직 손상을 유발할 수 있다는 한계가 지적돼 왔다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 신축성이 높은 폴리아크릴아마이드(PAM)와 천연 유래 물질인 키토산(CS)을 결합한 접착 겔을 개발했다. 키토산은 식물 표면과 화학적으로 결합했다가 물이 닿으면 다시 분리되는 특성을 가진다.

새로 개발된 ‘CS/PAM 접착 겔’은 식물 표면의 왁스층이나 미세 털 구조에도 밀착되며 기존 비침습형 접착 소재보다 10배 이상 높은 접착력을 보였다고 연구팀은 설명했다.

특히 물을 뿌리면 접착 결합이 풀리면서 자국 없이 제거되는 점이 특징이다. 연구진은 “접착력과 손쉬운 제거 기능을 동시에 구현했다는 점에서 기존 식물용 접착 기술과 차별성이 있다”고 설명했다.

연구팀은 식물용 항생제를 접착 겔에 담아 부착, 세균 감염 억제 효과를 확인했다. 접착 겔을 전극처럼 활용해 사람의 동작 신호로 파리지옥 잎 움직임을 제어하는 실험에도 성공했다.

연구진은 향후 식물 상태를 실시간으로 확인하는 웨어러블 센서 부착 기술에도 활용 가능성이 클 것으로 보고 있다. 접착 겔이 투명하고 생체 적합성이 높아 광합성을 방해하지 않는다는 점도 장점으로 꼽힌다.

배 교수는 “식물 표면에 안정적으로 부착되면서도 손상 없이 제거할 수 있는 소재 기술은 정밀 농업과 식물 로보틱스 분야의 핵심 기반이 될 수 있다”며 “스마트팜과 식물 건강 모니터링, 약물 전달 기술로 확장 가능성이 크다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다.