국립부경대학교는 황윤호 교수 연구팀이 3D 프린팅 기술을 이용해 이중 에멀젼 기반 마이크로캡슐을 대량 제조할 수 있는 미세 유체 플랫폼을 개발했다. 이번 연구는 포항공과대학교 김동표 교수 연구팀과의 공동 연구로 진행됐다.

마이크로캡슐 제조에는 내부 코어와 외부 셸 구조를 동시에 제어할 수 있는 이중 에멀젼 기술이 필수적이다. 이중 에멀젼의 구조적 균일성은 마이크로캡슐의 크기, 쉘 두께, 방출 특성을 결정하는 핵심 요소로 꼽힌다.

기존 벌크 유화법은 대량 생산에는 유리하지만 정밀한 구조 제어가 어렵고, 미세 유체 기술을 활용한 방식은 생산량이 낮고 불균일 유량 분배 문제로 장시간 안정적인 제조가 어렵다는 한계가 있었다.

공동 연구팀은 3D 프린팅 기술로 병렬형 미세 유체 플랫폼을 설계·제작해 이런 문제를 극복했다. 특히 3D 프린팅 소재 특성상 친수성 표면 처리가 어렵다는 점을 산성·고온 조건에서 실리카(Silica) 나노 입자를 내부 표면에 균일하게 코팅하는 방식으로 해결, 3D 프린팅 기반 플랫폼에서 이중 에멀젼을 이용한 마이크로캡슐의 연속적·대량 제조를 최초로 구현했다.

나기수 박사는 "3D 프린팅 기반의 병렬화 장치를 개발해 이중 에멀젼의 고속·대량 생산을 구현해 마이크로캡슐 공정의 스케일업 가능성을 입증했다"고 말했다. 황윤호 교수는 "마이크로캡슐의 구조와 방출 특성을 정밀하게 제어할 수 있어 약물 전달체, 바이오 캡슐, 기능성 소재 캡슐화 기술 전반에 적용될 수 있다"고 설명했다.

이번 연구 성과는 화학공학 분야 세계 정상급 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal'(IF:13.2)에 최근 게재됐다.