화학에너지공학과 강상욱 교수 연구팀, 계면활성제 없이도 장시간 촉촉한 화장품 세럼 개발 성공
우리 대학 화학에너지공학과 강상욱 교수 연구팀이 셀룰로오스를 활용해 계면활성제를 사용하지 않고도 장시간 보습 효과와 우수한 구조 안정성을 동시에 구현할 수 있는 화장품 세럼을 개발했다. 또한, 그 분자 수준의 작동 원리를 규명하는 데 성공해 국제 저명 학술지에 게재되는 성과를 냈다.
일반적으로 화장품 세럼은 수분을 빠르게 공급하지만, 시간이 지나면서 보습 효과가 급격히 감소하고, 저장 과정에서 성분이 응집되거나 층이 분리되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 계면활성제가 널리 사용되고 있으나, 일부 계면활성제는 피부 장벽에 손상을 입히거나 민감성 피부에 자극을 유발할 수 있다는 가능성이 꾸준히 제기되어 왔다.
이에 강상욱 교수 연구팀(제1저자: 조은채)은 최근 발표한 논문에서 친환경 바이오 기반 고분자인 하이드록시에틸셀룰로오스(Hydroxyethyl Cellulose, 이하 HEC)를 활용해 계면활성제 없이도 분자 간 결합을 이용한 고분자 네트워크를 형성하는 새로운 접근법을 제시했다. HEC는 단순히 세럼의 점도를 높이는 첨가제가 아니라, 세럼 내부에서 분자를 조직화하는 ‘고분자 스캐폴드(polymer scaffold)’ 역할을 수행하는 것으로 확인됐다.
연구 결과, HEC를 포함한 세럼은 피부에 도포한 직후 약 75% 수준까지 수분 함량이 증가했으며, 6시간이 지난 후에도 약 44%의 수분을 유지해 HEC가 없는 세럼보다 우수한 장기 보습 성능을 나타냈다. 또한, 7일이 경과한 후에도 30분 동안 수분 감소가 약 5%에 불과해 초기 보습 성능이 거의 그대로 유지되는 것으로 확인됐다.
강상욱 교수는 “기존에는 HEC가 단순히 점도를 높이는 첨가제로 쓰여 왔지만, 이번 연구에서는 HEC가 분자 수준에서 고분자 네트워크를 형성해 물 분자의 거동과 성분 분포를 제어하는 핵심 구조체라는 사실을 확인했다”라며, “계면활성제를 사용하지 않고도 장시간 보습 효과와 구조 안정성을 동시에 구현할 수 있다는 점에서 친환경 화장품 소재 개발에 새로운 방향을 제시한 연구”라고 설명했다.
이번 연구는 화장품 세럼뿐 아니라 친환경 스킨케어 소재, 바이오 기반 기능성 화장품, 피부 전달 시스템 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 셀룰로오스 기반 천연 고분자를 이용해 계면활성제 의존도를 낮춘 지속 가능한 화장품 플랫폼 개발에도 중요한 기반 기술이 될 전망이다.
한편, 이번 연구 결과는 『International Journal of Biological Macromolecules』 2026년 6월호에 게재됐다. 이 학술지는 피인용지수 8.7, JCR(Journal Citation Reports, 저널 인용 보고서) 분야별 상위 6.3%에 해당하는 저명한 국제학술지로 평가받고 있다. 논문 제목은 「Hydroxyethyl cellulose as carbohydrate polymer scaffold for surfactant-free serums with enhanced hydration and structural stability」이다.
