스피로피란 - 스트레스 받으면 색상이 변하는 소재

자극 감응형 스마트 소재에 대해 알고 계시나요?

즉, 자극에 반응하여 특정한 응답성을 나타내는 물질로, 빛, 열, 응력, ph 등 외부 자극 종류에 따라

색상 감응, 온도 감응, 응력 감응형으로 나뉩니다.

이 중 응력 감응형 고분자 소재는 스트레스/스트레스 센싱이 되는 소재일 뿐만 아니라, 손재의 손상을

자가 보고한다는 측면에서 잠재적으로 큰 응용 가능성을 보여주고 있습니다.

즉, 건축물, 항공기 등 구조용 소재로 적용될 때 외부 장비 없이 손상을 모니터링할 수 있는 자가보고 기능은

구조물의 손상 및 파괴를 실시간으로 파악할 수 있어 대참사를 미연에 방지하는데 큰 역할을 할 것입니다.

 

 

외부의 힘에 반응하는 분자 수준의 물질 스피로피란(Spiropyran)은 물리적 자극을 받으면 화학구조가

변하여 색이 변하는 성질을 갖고 있습니다.

이 물질을 콘크리트나 실리콘에 주입하면 소재 자체가 힘, 변형, 손상 등의 기계적 자극에 반응해

색이 변하는 스마트 소재로 만들어집니다.

하지만 소재가 실리콘일 경우 500% 이상의 높은 변형 후에야 색의 변화를 보일만큼 기계적 민감도가

낮아 실제 적용에 어려움이 있습니다.

 

스피로피란-----메로시아닌으로 변화 KIST

 

이번 한국과학기술연구소(KIST)는 웨어러블 센서, 인공피부의 소재로 쓰일 수 있는 '응력 감응형 소재'

의 민감도를 크게 개선했다고 합니다.

연구팀은 스피로피란(spiropyran)의 민감도를 이보다 더 끌어올렸습니다.

특수 제작한 용액에 스피로피란을 넣어 용액 속 물질이 흡수되도록 했습니다.

용액을 더 많이 흡수할수록 민감도도 더 높아져, 이를 통해 스피로피란보다 8.5배까지 민감도를 높일 수

있다고 합니다.

이러한 효과는 인장, 압축, 구부림 등 다양한 변형에도 성공적으로 나타났습니다.

"미래형 웨어러블 센서와 인공피부로 응용될 미래의 먹거리 소재 하루빨리 성공해서

로봇과 건축물, 항공, 스포츠, 의류 광범위한 사업에 응용될 날이 머지않아 보입니다.