안녕하세요! 국가생명연구자원정보센터 KOBIC입니다! 기저귀에 어떤 물질이 사용되고 있는지 알고 있습니까? 초기 기저귀에는 천연 섬유질 펄프가 사용되었습니다. 그런데 천연 섬유질 펄프의 흡수력은 제 무게의 몇 십 배 정도밖에 안 되고 누르면 흡수한 소변이 새는 단점이 있었는데요. 그래서 이러한 단점을 보완하기 위해서 SAP라고 불리는 고흡수성 수지가 개발되었습니다. 이름에서 알 수 있듯이 물을 빠르게 많이 흡입하는 소재입니다. 그럼 SAP에 대해 자세히 알아볼까요? 고흡수성 수지 SAP란?
고 흡수성 수지(Super Absorbent Polymer, SAP)은 1974년 미국에서 개발된 소재로 제 무게의 200배 이상의 물을 흡수하는 고분자 물질입니다.미국 농무부 소속 연구원이 옥수수 녹말을 연구하고 녹말의 또 다른 고분자인 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile)*사슬을 길게 연결된 복합 구조를 만들었다고 합니다.SAP는 3차원 망 구조로 구성되어 있으며 평소에는 하얀 가루 형태인데, 물에 닿자 겔(Gel)형태로 바뀝니다.SAP가 주로 사용되는 기저귀이 젤리처럼 약간 도톰한 느낌이 드는 이유입니다.SAP는 물을 흡수하다 흡수성 외에도 외부에서 가해지는 압력에도 물이 새서는 안 되며 빠르게 흡수하는 성질도 대비해야 합니다.이런 성질 때문에 주로 기저귀이나 생리 용품, 보냉 및 보온용 팩 등 핵심 소재로 쓰입니다.또 농업용 수분 보유제나 건재용 누수 방지제 전선 용수 팽창 방수재 등 매우 폭넓게 활용되고 있습니다.*폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile):아크릴계 합성 섬유와 NBR(아크릴로니트릴 부타디엔 고무)계 합성 고무의 주 원료 SAP의 종류
고 흡수성 수지는 크게 천연 고분자를 원료로 한 고 흡수성 수지와 합성 고분자를 원료로 한 고 흡수성 수지로 나누어집니다.천연 고분자 원료액 흡수성 수지는 녹말계, 셀룰로오스계, 기타 여러 당류계, 단백질로 분류하고 합성 고분자 원료액 흡수성 수지는 폴리비닐 알코올계, 아크릴계, 기타 부가 중합체, 폴리 에테르계, 축합 계 폴리머 기타 합성 고분자계로 분류할 수 있습니다.천연 고분자 원료의 고 흡수성 수지를 흡수 속도가 빠른 점에서는 뛰어나지만 흡수 겔 상태에서 기계적 강도나 화학적 안정성 등은 합성 고분자 원료의 고 흡수성 수지가 훨씬 더 낫습니다.최근에는 환경에의 영향 등을 고려하면서 바이오 원료를 쓴 SAP도 속속 등장하고 있습니다!대표적으로 LG화학에서 개발한 바이오 균형 SAP는 재생 가능한 식물성 기름에서 추출한 재생 원료(Renewable feedstock)인 바이오 재생 원료(Bio-renewable feedstock)을 화석 원료(Fossil-Based Oil)와 함께 사용하는 바이오 균형 SAP를 개발한 것입니다.이렇게 개발된 바이오 균형 SAP는 기존 제품보다 탄소 배출량을 약 110% 줄일 수 있어 국제 친환경 바이오 연료 인증인 ISCC(International Sustainability&Carbon Certificate)PLUS도 획득한 소재입니다.즉, 제품의 생산, 제조, 유통의 모든 과정에서 지속 가능성을 확인한 것입니다.SAP의 활용:생체 나노 입자 엑소소ー무 너무 간단한 농축 기술 개발
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지난해 인천 대학 생명 공학 전공의 이·원정 교수 연구 팀은 고 흡수성 수지를 활용하고”엑소소ー무(Exosome)”너무 쉽게 농축 기술을 개발했습니다.엑소소ー무은 세포외 소포체(Extracellular vesicle)의 일종으로, 세포에서 분비되는 50에서 150나노 미터 크기의 생체 입자입니다.최근 암 면역 질환, 신경 퇴행성 질환 등 난치병에 대한 조기 진단 및 치료를 위한 열쇠로서 과학자 사이에서 주목되고 있는 그들을 활용하기 위해서는 효과적인 분리 방법이 필요합니다.엑소소ー무의 매우 작은 사이즈로 시료 내에서 분리하기 어렵고 현존하는 일반적인 농축 방법도 역시 많은 비용과 시간, 노동력이 걸립니다.연구 팀은 고 흡수성 수지를 사용하고 문제를 해결했습니다.고 흡수성 수지는 시료에서 물 분자처럼 몇 나노 미터 크기의 분자를 흡수하지만 이보다 큰 입자는 흡수할 수 없는 성질이 있습니다.그러므로 50에서 150나노 미터 크기의 엑소소ー무은 고 흡수성 수지에 흡수되지 않은 채 시료 내에서 빠르게 농축될 수 있는 것을 이번 연구를 통해서 밝혔습니다.이번 농축 법의 개발로, 작은 사이즈로 다루기가 어려웠다 엑소소ー무의 농축을 단시간에 효율적으로 하게 됐으며 좀 더 저렴한 엑소소ー무의 대량 생산에 크소소ー무바이오마ー카ー 검출에 의한 액체 생검 질병 진단 등에도 활용할 수 있다고 기대하고 있습니다.이처럼 고 흡수성 수지 SAP에 대해서 알아봤습니다!향후, 바이오 소재를 활용한 SAP가 다양하게 개발되어 환경 오염 문제를 해결하고 더 바이오 연구의 소재로 활용되기를 기대합니다.이 콘텐츠는 KOBIC온라인 기자단의 기사입니다.KOBIC공식 입장과 일치하지 않을 수 있습니다.
지난해 인천대 생명공학전공 이원종 교수 연구팀은 고흡수성 수지를 활용해 ‘엑소좀(Exosome)’ 초간단 농축 기술을 개발했습니다. 엑소좀은 세포 밖 소포체(Extracellular vesicle)의 일종으로 세포에서 분비되는 50~150나노미터 크기의 생체 입자입니다. 최근 암, 면역질환, 신경퇴행성질환 등 난치병에 대한 조기 진단 및 치료를 위한 열쇠로 과학자들 사이에서 주목받고 있는 이들을 활용하기 위해서는 효과적인 분리 방법이 필요합니다. 엑소좀의 매우 작은 크기로 인해 시료 내에서 분리하기 어렵고, 현존하는 일반적인 농축 방법 역시 많은 비용과 시간, 노동력이 소요됩니다.연구팀은 고흡수성 수지를 사용하여 문제를 해결했습니다. 고흡수성 수지는 시료에서 물 분자처럼 수 나노미터 크기의 분자를 흡수할 수 있지만 이보다 큰 입자는 흡수하지 못하는 성질이 있습니다. 따라서 50에서 150나노미터 크기의 엑소좀은 고흡수성 수지에 흡수되지 않은 채 시료 내에서 빠르게 농축할 수 있음을 이번 연구를 통해 밝혀냈습니다. 이번 농축법 개발로 작은 크기로 인해 다루기 어려웠던 엑소좀의 농축을 단시간에 효율적으로 할 수 있게 되었으며, 나아가 저비용 엑소좀의 대량생산, 엑소좀 바이오마커 검출을 통한 액체생검 질병 진단 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.이렇게 고흡수성 수지 SAP에 대해 알아봤습니다! 앞으로 바이오 소재를 활용한 SAP가 다양하게 개발돼 환경오염 문제를 해결하고 더 나아가 바이오 연구의 소재로 활용되기를 기대합니다.*이 콘텐츠는 KOBIC 온라인 기자단의 기사입니다. KOBIC 공식입장과 일치하지 않을 수 있습니다.
지난해 인천대 생명공학전공 이원종 교수 연구팀은 고흡수성 수지를 활용해 ‘엑소좀(Exosome)’ 초간단 농축 기술을 개발했습니다. 엑소좀은 세포 밖 소포체(Extracellular vesicle)의 일종으로 세포에서 분비되는 50~150나노미터 크기의 생체 입자입니다. 최근 암, 면역질환, 신경퇴행성질환 등 난치병에 대한 조기 진단 및 치료를 위한 열쇠로 과학자들 사이에서 주목받고 있는 이들을 활용하기 위해서는 효과적인 분리 방법이 필요합니다. 엑소좀의 매우 작은 크기로 인해 시료 내에서 분리하기 어렵고, 현존하는 일반적인 농축 방법 역시 많은 비용과 시간, 노동력이 소요됩니다.연구팀은 고흡수성 수지를 사용하여 문제를 해결했습니다. 고흡수성 수지는 시료에서 물 분자처럼 수 나노미터 크기의 분자를 흡수할 수 있지만 이보다 큰 입자는 흡수하지 못하는 성질이 있습니다. 따라서 50에서 150나노미터 크기의 엑소좀은 고흡수성 수지에 흡수되지 않은 채 시료 내에서 빠르게 농축할 수 있음을 이번 연구를 통해 밝혀냈습니다. 이번 농축법 개발로 작은 크기로 인해 다루기 어려웠던 엑소좀의 농축을 단시간에 효율적으로 할 수 있게 되었으며, 나아가 저비용 엑소좀의 대량생산, 엑소좀 바이오마커 검출을 통한 액체생검 질병 진단 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.이렇게 고흡수성 수지 SAP에 대해 알아봤습니다! 앞으로 바이오 소재를 활용한 SAP가 다양하게 개발돼 환경오염 문제를 해결하고 더 나아가 바이오 연구의 소재로 활용되기를 기대합니다.*이 콘텐츠는 KOBIC 온라인 기자단의 기사입니다. KOBIC 공식입장과 일치하지 않을 수 있습니다.
참고자료 <바이오밸런스 SAP>, 네이버 지식백과 화학테크사전 <고흡수성수지 기술개발>, RESEAT 모니터링 보고서 <고흡수성수지의 특성과 연구개발 동향>, 한국목재공학회 논문 <인천대 이원종 교수, 기저귀 소재로 생체 나노입자 ‘엑소좀’ 개발>, 아투시티뉴스
