기존 무기 자외선 차단제는 피부 자극이 적고 광안정성이 높은 장점이 있지만, 입자가 서로 뭉치면서 피부가 하얗게 보이는 '백탁 현상'이 단점으로 지적돼 왔다.
연구팀은 미세한 공극 구조를 가진 메조포러스 실리카 내부에 이산화티타늄을 고르게 분산시키는 방식을 적용했다. 자외선 차단 성분을 다공성 구조의 작은 구멍 안에 안정적으로 담아 입자 응집을 최소화한 것이다. 이를 통해 빛의 과도한 산란을 줄이고, 피부에 발랐을 때 보다 자연스러운 표현이 가능하도록 했다.
성능 평가 결과, 이번에 개발된 소재는 기존 이산화티타늄 단독 소재 대비 자외선 차단 효과가 112.4% 향상된 것으로 나타났다. 특히 420nm 영역의 블루라이트까지 차단하는 성능을 확인했다. 이는 스마트폰, 태블릿 등 디지털 기기에서 방출되는 가시광선 영역의 빛으로부터 피부를 보호할 수 있음을 의미한다.
또한 이산화티타늄을 최대 82%까지 고함량으로 포함하면서도 구조적 안정성을 유지해, 기존 무기 자외선 차단제에서 문제로 지적되던 과도한 빛 반사와 입자 응집 현상을 효과적으로 개선했다.
연구팀은 인체 적용 가능성을 확인하기 위해 세포 기반 안전성 평가도 진행했다. 그 결과, 높은 농도 조건에서도 독성이 나타나지 않았으며 과도한 항균 작용도 관찰되지 않았다. 이는 피부에 필요한 미생물 환경을 크게 교란하지 않을 가능성을 보여주는 결과로 해석된다.
장정호 박사는 "이번 연구는 자외선과 블루라이트 차단 성능을 동시에 확보하면서도, 화장품 사용 시 중요한 투명성과 안전성까지 개선한 소재라는 점에서 의미가 있다"며 "선케어 화장품뿐 아니라 피부 보호 코팅, 바이오 및 의료 소재 등 다양한 분야로의 활용이 기대된다"고 밝혔다.
한편, 이번 연구 성과는 한국세라믹기술원의 사업화 지원사업을 통해 도출됐으며, 국제 학술지 Ceramics International 2026년 2월호 온라인판에 게재됐다.
