레이저 연쇄 열분해를 통한 PDMS 가공(자료 제공:한국연구재단)© 뉴스1

서울대 고승환·전누리 교수 연구팀이 연구바이오칩 쾌속 제작에 적용될 수 있는 초고속 레이저 직접 가공법을 개발했다.25일 한국연구재단에 따르면 PDMS는 생물학·의학·약학·재료공학·기계공학 등 다양한 분야에 걸쳐 활용되는 투명한 고분자 물질이다

우수한 생체적합성(Bio-compatibility)으로 인해 최근에는 장기모사칩 연구(의약학 연구에서 인간 피실험체를 대신할 수 있는 테스트베드) 등에도 활용되고 있다.

그간은 준비된 틀에 굳지 않은 PDMS 레진을 부어 만드는 몰딩 방식에 의존해 왔다.

그러나 시간과 비용이 많이 소요되는 아쉬움이 있어 이를 대체할 레이저 가공법에 대한 연구가 꾸준히 진행돼 왔다. 특히, 넓은 파장 영역에 걸쳐 나타나는 높은 투명도로 인해 레이저가 PDMS를 곧바로 투과하기에 레이저 가공에 어려움을 겪어왔다.

레이저 연쇄 열분해 공법으로 제작된 3차원 장기모사칩(한국연구재단 제공) © 뉴스1

이에 연구팀은 ‘연쇄적 레이저 열분해’ 현상을 이용해 PDMS의 고품질 쾌속 직접 가공법을 적용한데 이어 더 정교한 장기모사칩의 제작 가능성을 확인했다.

연구팀은 레이저 열분해의 생성물이 불투명한 것에 집중화했다.

불투명한 열분해 산물은 투명한 PDMS보다 효과적으로 레이저를 흡수하기 때문에 새로운 열분해 반응이 유도될 수 있다.

연구팀은 이 현상을 이용해 연속파 레이저를 이용한 고품질 PDMS 가공법 개발에 성공했다.

이 가공법은 최소 이틀 이상 소요되는 기존 소프트리소그래피 공정을 1시간 이내로 단축시킬 수 있다.

이에 따라 PDMS를 활용하는 △장기모사칩 △미세유체역학 △소프트로보틱스 등에 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 이번 연구성과는 공학분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 8월17일자에 게재됐다.


km5030@news1.kr