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중앙대 화학공학과 배진혜(사진) 교수 연구팀은 식물의 다양한 표면 구조에 상관없이 일관되게 강력한 접착력을 발휘하면서도 가역적 분리가 가능한 고성능 하이드로겔 접착제를 개발하고, 그 연구 결과를 세계적 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 발표했다.
기존의 식물용 약물 전달 방식은 식물 조직을 관통하는 마이크로니들 등을 사용해 식물에 물리적 손상을 입히거나, 접착력이 약해 외부 환경에서 쉽게 떨어지는 한계가 있었다. 연구팀은 신축성이 뛰어난 폴리아크릴아마이드(PAM)와 식물 표면과 가역적 화학 결합을 형성하는 천연 유래 물질 키토산(CS)을 결합해 이 문제를 해결했다.
새로 개발된 CS/PAM 접착 겔은 식물의 왁스층이나 미세한 털 구조에 관계없이 밀착되어 기존 비침습적 접착제보다 10배 이상 높은 접착 강도를 기록했다. 특히 이 접착 겔은 접착 계면에 물을 가하면 결합이 분해되는 가역적 특성을 지녀, 식물에 자국이나 손상을 남기지 않고 깔끔하게 제거할 수 있는 것이 특징이다.
연구팀은 이 접착 겔을 활용해 다양한 실용 가능성을 입증했다. 식물 전용 항생제를 겔에 담아 부착한 결과, 세균 감염으로부터 식물을 효과적으로 보호하는 정밀 약물 전달 시스템을 구현했다. 또한, 접착 겔을 전극 매개체로 활용해 인간의 동작 신호로 파리지옥의 잎을 원격 제어하는 인간-식물 상호작용 실험에도 성공했다.
배진혜 교수는 “이번에 개발된 하이드로겔은 투명도가 높고 생체 적합성이 뛰어나 식물의 광합성을 방해하지 않으면서 장기간 건강 상태를 모니터링할 수 있는 웨어러블 센서 부착에 최적화되어 있다”며, “정밀 약물 전달뿐만 아니라 식물 로보틱스, 스마트 팜 등 차세대 농업 기술 발전에 핵심적인 소재 기술이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구는 중앙대 배진혜 교수와 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고(University of California San Diego) 연구팀의 공동 성과로 수행됐다. 연구 결과는 ‘A strong, reversible, and conformal adhesive gel for diverse plants’라는 제목으로 2026년 4월 24일 게재되었다.
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