폴리머 데이 2023, 학제간 혁신 선보여

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화학적 "업사이클링", 즉 플라스틱을 더 높은 가치의 제품으로 전환하는 것(왼쪽). 손상을 복구하고 오른쪽으로 복원하는 재료입니다. 직진: 직물로 짜여져 마이크나 확성기로 사용할 수 있는 섬유입니다.

2023년 폴리머 데이(Polymer Day)에 MIT의 모스 홀(Morss Hall)을 가득 메운 다양한 혁신이 바로 이러한 것이었습니다. 북동부 전역과 그 외 지역의 학교에서 온 64개 팀이 포스터 경연 대회에 앞서 연구를 발표했습니다. 이는 2013년 행사가 시작된 이래 가장 많은 수치입니다.

행사를 주최한 MIT 재료과학 및 공학과 PPSM(고분자 및 연성 물질 프로그램) 대학원생인 Eric Lee는 "모스 홀의 공간이 거의 부족했습니다."라고 말했습니다. 이 대표는 동료 대학원생인 조예린, 에밀리 크루커-벨라스케즈, 카밀 쿠닌과 함께 폴리머데이 조직위원회를 이끌었다. "이렇게 많은 참가자가 있었던 적이 없었기 때문에 이전에는 이런 문제가 발생하지 않았습니다."

폴리머는 길고 반복되는 분자 사슬로 만들어진 거대한 종류의 재료입니다. 폴리머는 식품에서 의약품에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 찾아볼 수 있습니다. 예를 들어 포장재의 폴리에틸렌, 의류의 폴리에스테르 등이 있습니다.

MIT 행사에는 워크숍, 학생 세미나, 동문 경력 패널이 포함되었습니다. 또한 Cabot, Dow 및 Saint Gobain을 포함한 10개의 후원사를 갖춘 업계 부스도 있었는데, 이는 기록적인 숫자이기도 했습니다. 연례 행사의 목적은 학생들에게 네트워크 기회를 제공하고 자신의 연구를 해당 분야의 사람들과 공유할 수 있는 기회를 제공하는 것이라고 Lee는 말합니다. 이는 또한 고분자 연구의 엄청난 다양성을 보여주는 것이기도 합니다.

"이것이 바로 이 제품을 정말 특별하게 만드는 이유입니다"라고 Lee는 말합니다. "PPSM과 일반적으로 고분자 과학의 가장 멋진 점은 학제간 연구라는 것입니다. PPSM은 화학 공학, 화학, 재료 과학, 기계 공학, 생물 공학을 하나로 통합합니다. 따라서 5개의 서로 다른 부서가 있습니다."

점액 모델

그 다양성은 그날의 포스터 세션에서 전시된 연구에서 드러났습니다. Nadia Zaragoza는 현미경으로 보면 유리 제품을 청소하는 데 사용되는 긴 브러시처럼 보이는 병솔 폴리머로 합성 질 점액을 만드는 작업에 대해 이야기했습니다.

DMSE와 PPSM 대학원생인 Zaragoza는 "나는 점액을 좋아합니다"라고 말합니다. "아주 재미있는 자료네요."

그녀의 최종 목표는 박테리아의 과도한 증식으로 인한 질 염증인 세균성 질염과 같은 감염에 대한 더 나은 연구를 촉진하는 것입니다. 널리 이해되지 않는 일반적인 진단입니다.

"우리는 어떻게 이런 일이 일어나는지 정말로 이해하지 못합니다"라고 Zaragoza는 말했습니다. "우리는 점액이 중요한 역할을 한다는 것을 알고 있습니다. 그렇다면 더 나은 질 점액 모델을 만들 수 있다면 해당 질병을 더 잘 연구할 수 있을까요?"

고분자에서 단백질로

고분자 및 건강 과학에 관심이 있는 또 다른 발표자는 매사추세츠 대학교 애머스트 고분자 과학 및 공학과의 대학원생인 Kayla Koch였습니다. Koch는 코로나19에 대한 mRNA 백신과 마찬가지로 세포막을 통해 항체나 단백질을 세포 내로 운반할 수 있는 세포 투과 펩타이드라고도 알려진 단백질 전달 도메인을 모방하기 위해 고분자를 사용하고 있습니다. 백신은 mRNA를 신체의 세포에 전달함으로써 작동합니다.

"고분자를 사용하면 쉽게 조정할 수 있다는 장점이 있습니다. 펩타이드의 구조를 수정하려는 경우 이는 매우 힘들고 힘든 과정입니다."라고 Koch는 말합니다. "고분자 화학을 사용하면 모든 것을 하나로 합치기만 하면 됩니다."

이제 Koch와 그녀의 팀은 약물과 같은 치료제를 전달하려는 목적으로 세포막을 통해 단백질을 효과적으로 운반하기 위해 폴리머를 최적화하려고 노력하고 있습니다. 그녀가 Polymer Day에서 발표한 작품은 폴리머에 다양한 종류의 알코올을 첨가했을 때 어떤 일이 일어나는지 보여주었습니다.

"우리는 이것이 단백질 전달에 영향을 미치는 것을 확인했습니다. 어떤 경우에는 단백질 전달을 향상시킵니다"라고 그녀는 말했습니다.