동물이 코를 통해 폐로 공기를 흘려보내 산소와 이산화탄소를 교환한다면, 식물의 코는 ‘기공’이다. 식물은 하루에도 수없이 잎에 분포한 ‘기공’을 여닫으며 생존에 필요한 기체와 수분을 주고받는다. 긴 시간 동안 한 자리를 지키며 살아가는 식물은 기공 덕분에 생존을 위한 최적의 상태를 유지할 수 있다. 우리대학 이상준(기계) 교수 연구팀이 역동적인 기공의 형태와 기능을 옮겨 낸 기능성 막(멤브레인)을 만드는 데 성공했다.
새로 제작에 성공한 수화젤 멤브레인(Stomata-Inspired Membrane, SIM)은 온도 및 산도(pH 농도)에 반응하는 식물 잎 기공의 움직임을 유사하게 구현한다. 이 멤브레인의 제작 방식은 세계적 재료공학분야 국제 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)지에 실렸다. 교수팀은 온도와 산도에 반응하는 수화젤을 패턴이 인쇄된 포토마스크(Photomask)를 덧씌워 자외선에 노출시켰고, 자외선 노출 정도와 무늬 형태를 조절하여 외부 자극에 반응하는 구멍을 가진 막을 자연스럽게 만들어 냈다. 이렇게 만든 막은 특정 온도나 산도에 반응하는 성질을 그대로 유지하고 있어 각종 산업계에서 필요한 여과 막, 막 기반 센서 등에 다양하게 응용할 수 있다. 여기에 자외선에 한 차례만 쪼이는 방법으로 손쉽게 이층 구조의 막을 만들 수 있고, 또 포토마스크 디자인만 바꿔 다양한 응용 분야에 맞춘 멤브레인 제작이 가능해 주목받고 있다.