미 오스틴 시 소재 텍사스대학교(University of Texas)는 바다홍합에서 자연적으로 발견되는 물질을 활용해 환경과 인간을 포함한 동물에 축적될 수 있는 유독성 난연제의 대체재를 개발했다.
난연제는 매트리스, 소파, 자동차 시트와 여타 다양한 소비재에 사용되는 폼(foam) 생산 시 사용되는 첨가제이다.
제품 내 난연제는 시간이 지남에 따라 주변 공기와 환경에 배출될 수 있다.
연구진은 천연물질 도파민(dopamine)에서 유래하는 폴리도파민(polydopamine) 인공 코팅제가
폴리우레탄 폼 전용 고효율 난연제로 사용될 수 있음을 발견했다. 도파민은 뇌와 주요 기관 사이에서 신호 전달을 돕는 물질로, 인간과 동물의 신체에서 발견된다. 연구진은 도파민 기반 나노코팅 기술이 기존 난연제를 대체할 수 있을 것이라고 밝혔다.
연구진은 폴리도파민을 기존 난연제보다 적은 양 사용한 결과 화재 시 건물 주민 및 소방관 위험도와 직접적으로 연관된 최고열방출속도(peak heat release rate)를 67％ 낮추는 데 성공했다.
폴리도파민 난연제의 화재 강도 저감력은 기존 난연제보다 20％ 뛰어나다.
지금까지 항암제 전달 및 체내 삽입식 생체의학기구 등에 인공 폴리도파민의 사용이 연구된 바 있으나, 난연제에 천연 폴리도파민을 접목한 것은 텍사스대학교가 최초이다.
코팅 방식도 도파민 용액에 폴리우레탄 폼을 며칠 담가 두면 돼 간단하다.
폴리도파민은 디히드록시(dihydroxy) 고리 구조를 포함하며, 해당 구조는 자유라디칼(free radical)을 제거하는 아민기(amine group)에 연결돼 있다. 자유라디칼은 중합체(polymer) 분해 1
단계에서 생성되는 물질로, 화재 확산을 막기 위해서는 자유라디칼 제거가 매우 중요하다.
또한, 폴리도파민은 차(char)라는 보호 물질을 생성해 불길과 연료(중합체)를 분리한다.
현재 연구진은 더욱 빠르고 편리한 코팅 방식을 고안하고 있다.
해당 연구 결과는 9월 9일자로《Chemistry of Materials》저널에 실렸다.
