도마뱀붙이

천연 점착제

트렌드

자연은 놀라운 성질을 보유한 점착제를 만들어내는 유기체로 가득한 최고의 실험실입니다.

Text Isabel Überhoff
솜사탕

온전히 자연에서 얻다

광합성부터 연잎까지, 자연은 비범하고 별난 존재들을 만들어내 사람들을 놀라게 할 뿐만 아니라 질투를 유발하기도 합니다. 과학자들은 자연의 경이로움을 모방한 물질과 제품을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 또한 표면의 오염을 스스로 청소하는 것으로 유명한 ‘연잎 효과’를 보이는 발명에 성공했습니다. 하지만 “다양한 성질을 가진, 어떤 용도에도 사용할 수 있는 점착 물질”은 자연에 훨씬 많습니다. 생명이 있는 곳에는 점착력이 있습니다.

 

설탕을 예로 들면 화학 물질 분류에서는 탄수화물의 하위 집단에 속하고, 세포 수준에서는 에너지 저장에 탁월한 물질이며 동식물의 대사에 필수적입니다. 하지만 이것이 전부가 아닙니다. 설탕은 특정한 조건 하에서 효과적인 점착제가 될 수 있습니다. 어릴 때 솜사탕을 먹고 나서 끈끈해진 손가락을 핥아본 경험이 있는 분들은 모두 아실 것입니다. 예를 들어 습기로 인해 설탕 결정에 포함된 수분과 산소가 분리되면, 반응성이 있는 수소가 다시 결합하여 발견하는 모든 것에 붙으려고 하기 때문입니다.

“설탕을 기반으로 한 모든 것은 궁극적으로 점착성을 보입니다.”
안드레아스 웨스트팔

tesa 분석가

자연의 발자취를 따라!

동식물의 왕국에서는 어떤 용도에도 사용할 수 있는 올인원 점착 솔루션을 제공합니다. 점착력이 뛰어나면서도 가역성이 필요합니까? 민달팽이의 점액은 그것이 가능하다는 것을 증명합니다. 수중에서도 건조한 육지 위에서도 점착이 오래 유지되어야 합니까? 따개비와 홍합은 수백만 년 동안 그러한 점착제를 사용해왔습니다. 흔적을 남기지 않고 제거할 수 있으면서 매끄러운 표면과 거친 표면 모두에 부착되는 물질이 필요합니까? 도마뱀붙이의 발은 도마뱀붙이가 살아 있는 내내 그렇게 합니다. 

원하는 대로 점착력을 조절하고, 쉽게 제거할 수 있고, 심지어 재사용할 수 있는 제품. tesa Powerstrips® 같은 tesa 제품과 스마트 고정 시스템은 이미 이러한 기본적인 특징을 갖추고 있습니다. 그러나 지속 가능한 생산 및 생분해성과 같은 문제 또한 점점 더 중요해지고 있습니다. 혁신 관리자인 바스티안 브링크만은 “종이 기반 포장 테이프 및 무용제 제조 공정을 도입하여, 자연에 가까워지기 위해 노력하고 있습니다. 그러나 아직도 갈 길이 멉니다”라고 말하며 연구 및 개발 분야는 상대적으로 초기 단계에 불과하다고 진단합니다.

민달팽이

1.3

‘카울로박터 크레센투스’라는 박테리아가 분비하는 끈적이는 다당류 물질이 1유로센트(동전) 크기의 면적에 고정시킬 수 있는 무게입니다. 세상에서 가장 강력한 점착제입니다.

출처: Spiegel

“자연은 두 가지 측면에서 롤모델입니다. 혁신적인 고성능 솔루션이라는 점도 그렇지만, 무엇보다 지속 가능성 측면에서 본받을 만합니다.”
Bastian Brinkmann

혁신 관리자

거미줄

인류의 꿈 - 스파이더맨

슈퍼맨, 초능력, 강력 접착제 등 사람들은 불가능해 보이는 것의 실현을 꿈꿉니다. 다르게 설명해 보겠습니다. 무당거미의 거미줄은 바람이나 날씨에도 끄떡없습니다. 자외선이나 비에도 기능이 손상되지 않습니다. 이러한 강력한 ‘거미줄’은 SF 히어로인 스파이더맨의 강력한 무기입니다. 하지만 점착제 연구라는 현실로 돌아오면 끈적이는 거미의 분비물이 가진 강력한 힘을 활용할 수 있는 방법은 사람들에게 여전히 문제로 남습니다. 애크런 대학교(미국)의 폴리머 연구진은 다습한 환경에서 어떻게 거미줄이 점착성을 유지하는가에 대한 해답에 근접했습니다. 분비물에 함유된 흡습 성분이 수분을 흡수하여 거미줄 구조의 점착성을 저해하지 않도록 하는 것입니다.

생물 점착제 개발의 이점을 찾는 연구의 다른 예로 tesa의 파트너 중 하나인 함부르크 공과대학(독일)에서 진행한 다년간의 프로젝트가 있습니다. 해당 프로젝트에는 가령 점착제에 사용되는 목재 성분 리그닌에 대한 연구가 포함되어 있습니다. 자연에서 가장 흔한 폴리머는 석유 기반 애플리케이션의 대안이 될 수 있습니다. 화석 원료와 대조적으로 리그닌은 나무 또는 짚과 같이 재배할 수 있는 재생 가능한 원료에서 조달할 수 있고, 나무 또는 짚을 태울 때 저장한 만큼의 이산화탄소를 배출할 뿐입니다.

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자연 발생 점착제의 생화학적 구조, 정확한 성질, 이점 및 잠재적 응용 분야에 대한 연구는 이제 시작 단계입니다. 하지만 이전의 연구 성과 및 발전에서 볼 수 있듯이 매우 유망하다고 볼 수 있습니다. 끈적이는 달팽이 점액은 건조되면 강한 점착성을 보이며 표면에 단단하게 접합됩니다. 점액이 다시 액화되면 접합은 쉽게 떨어집니다. 펜실베이니아 대학교(미국)의 과학자들이 2019년에 이와 유사한 성질을 가진 폴리머 젤을 개발하는 데에 성공했습니다. 해당 물질은 수분 함유량에 따라 접착력 없는 탄성 물질에서 유리 같은 강도를 가진 강력 접착제로 변화하고 그 반대로도 변할 수 있습니다. 혁신을 위한 연구 과정에서 tesa 실험실은 도마뱀붙이와 같은 점착 성질을 가진 흥미로운 기술을 발견했습니다. 잔류물 없이 제거되고 거칠고 더러운 표면에서도 반복하여 사용할 수 있는 솔루션이 현실화될 날이 멀지 않았습니다.