PFAS 줄이고 성능은 유지한 차세대 비점착 코팅 기술 등장
비점착 코팅의 화학적 안전성 우려가 커지는 가운데, 기존보다 훨씬 적은 PFAS로 유사한 성능을 구현한 혁신 기술이 개발됐습니다. 토론토대학교 연구진은 '나노스케일 플레칭(Nanoscale Fletching)'이라는 새로운 기법을 적용해 물과 기름 모두를 튕겨내는 차세대 코팅을 선보였습니다.
나노스케일 플레칭으로 구현한 신개념 비점착 코팅
기존 코팅의 한계와 새로운 접근
일반적인 비점착 코팅은 불소화합물(PFAS)에 의존해 우수한 방오 성능을 구현하지만, 인체에 축적될 위험이 있어 환경적 문제가 제기돼 왔습니다. 이에 따라 안전성과 성능을 동시에 만족시키는 대체 기술이 필요한 상황이었습니다.
토론토대학교 연구진은 실리콘 계열인 폴리디메틸실록산(PDMS)을 기반으로, 독특한 붓 모양 구조와 초소형 PFAS 분자 결합을 통해 코팅 효과를 강화하는 새로운 화학 기술을 개발했습니다.
‘화살 깃털’ 구조에서 착안한 나노 기술
연구진이 제시한 ‘나노스케일 플레칭’은 PDMS 분자 사슬을 붓처럼 배열한 뒤 각 끝부분에 탄소 1개와 플루오르 3개로 구성된 짧은 사슬 PFAS를 결합하는 방식입니다. 이 구조는 마치 화살 끝에 깃털이 달린 것처럼 배열돼, 외부 액체를 효과적으로 밀어냅니다.
짧은 PFAS 사슬을 선택함으로써 생체 축적 위험을 최소화했으며, 독성이 높은 장사슬 PFAS에 비해 규제 대상에서 자유롭다는 점도 주목받고 있습니다.
상용 코팅 수준의 성능… 규제 회피도 가능
기름과 물 모두 반발하는 고성능
이 새로운 비점착 코팅은 물뿐만 아니라 기름까지 튕겨내는 수준 높은 성능을 보였습니다. 특히 국제 섬유 평가 기준인 AATCC의 기름 반발 시험에서 ‘등급 6’을 기록하며 상용 PFAS 기반 코팅에 버금가는 효과를 입증했습니다.
연구진은 기존에는 PDMS가 오일 반발 성능이 부족해 비점착 용도로 활용이 제한됐지만, 이번 기술을 통해 그 한계를 넘어섰다고 밝혔습니다.
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PFAS 최소화로 인한 안전성 확보
이번 연구에 활용된 PFAS는 가장 짧은 구조에 해당하며, 장기간 체내 축적 가능성이 낮아 상대적으로 안전한 것으로 평가됩니다. 따라서 환경적으로도 지속 가능성이 높고, 현행 규제를 피할 수 있는 대안으로 기능할 수 있습니다.
차세대 소재 개발로 확장 가능성 높아
연구팀은 이번 나노스케일 플레칭 기술이 기존 비점착 코팅의 유해성을 대체할 수 있는 현실적인 대안이라고 평가했습니다. 더 나아가, 향후 PFAS 분자가 전혀 포함되지 않은 완전한 친환경 비점착 소재 개발을 목표로 연구를 확대할 계획입니다.
기존 기술을 간소화하면서도 화학적 안정성과 기능성을 모두 유지한 이 기술은 주방용품, 의료기기, 섬유 코팅 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 기대됩니다.
핵심 요약
- 토론토대학교가 개발한 ‘나노스케일 플레칭’ 기술, 최소 PFAS 사용에도 상용 코팅 수준의 성능 확보
- 실리콘 계열 PDMS 기반으로 기름과 물 모두 반발하는 비점착 효과 달성
- 짧은 사슬 PFAS 사용으로 안전성과 환경적 지속 가능성 확보
- 향후 무(無) PFAS 비점착 코팅 기술로의 발전 가능성 높음
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