빛 한번 쬐면 4주간 스스로 성장…中 연구진 ‘성장하는 하이드로겔’ 개발

국제 > 글로벌 경제 빛 한번 쬐면 4주간 스스로 성장…中 연구진 ‘성장하는 하이드로겔’ 개발 뇌-컴퓨터 인터페이스부터 줄기세포·조직 재생에 활용인간형 로봇에도 적용 가능해 STERS 시스템에 대한 설명. [Matter, SCMP] 중국 연구진이 빛을 쬐어주면 살아있는 생체 조직의 성장 속도에 맞춰 스스로 모양을 바꾸고 자라나는 하이드로겔을 개발했다.6일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 연구팀이 인간형 로봇, 뇌-컴퓨터 인터페이스, 조직 재생 등에 쓰일 수 있는 실물과 유사한 형태 변화 하이드로겔을 개발했다고 보도했다.연구팀은 생명체에서 영감을 받아 STERS(시공간적 진화 반응 활성종)라는 광활성 시스템을 개발했다. 이 시스템은 액체 금속 입자를 사용해 느리고 자가 유지적인 화학 반응을 일으켜 하이드로겔이 시간이 지남에 따라 구조를 변화시킬 수 있도록 한다.생체 조직과 함께 성장하고 변화할 수 있어 차세대 생체 의료 재료 및 장치 개발에 도움을 줄 수 있다. 연구진에 따르면 이 시스템은 재생 의학 및 소프트 로봇 공학 등 분야에도 광범위하게 적용될 수 있다.중국과학원 선전첨단기술연구소의 두 쉐민 교수 연구팀은 지난 9월 4일 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Matter’에 게재된 논문에서 이 시스템을 발표했다.연구팀은 생물체가 급격한 형태 변화와 동시에 느리고 장기적인 진화적 변형도 겪는다는 사실에 주목했다. 이를테면 상처가 회복되거나 배아가 자라나는 과정은 며칠에서 몇 주에 걸쳐 천천히 일어난다. 기존 인공 소재는 너무 급격히 변하거나 성장 능력이 없어 이같은 살아있는 생체 조직과 괴리가 있다는 것이다.연구팀은 세포 내에서 형태 변화를 유도하기 위해 방출되는 활성 화학 물질에서 영감을 받아 액체 금속 기반 시스템을 개발했다.STERS 시스템은 반응성 물질을 생성하는 갈륨 기반 액체 입자와 이러한 생성을 촉진하고 하이드로겔의 중합을 돕는 물질을 결합시켜 겔이 형태를 변화시킬 수 있도록 만들었다.근적외선 빛을 한 번 쐬어주면 최대 4주 동안 이 시스템을 유지할 수 있다. 연구진은 액체 금속 표면이 산화되면서 화학 반응 물질을 생성하고, 산화층이 벗겨지면 다시 금속이 노출되는 과정이 반복적으로 나타난다고 원리를 설명했다.연구진은 이 시스템을 검증하기 위해 하이드로겔을 사용해 줄기세포가 뼈 세포 및 신경 세포와 유사한 세포로 분화하도록 유도했다.또한 자라나는 쥐 태아의 뇌 크기와 형태에 맞춰 전극 표...