인체 내 느슨한 결합조직의 자가 치유 과정과 그 가지 구조에서 영감을 받아, 전형적인 가지 구조를 가진 브러시형 고분자를 설계 및 합성하였다. 이 고분자의 필름은 특별한 공유 결합에 의존하지 않고 상온에서 지능적이고 효과적인 자가 치유 과정을 구현할 수 있다. 먼저 2-카보닐브로모기를 함유한 아크릴레이트 기능성 단량체를 기반으로 가역적 첨가-분해 사슬 전달 중합법을 이용해 거대분자 개시제를 합성하였고, 원자 전달 라디칼 중합법과 결합하여 주 사슬의 한쪽에는 메틸기가 연결되고 다른 쪽에는 폴리에틸 아크릴레이트/부틸 아크릴레이트 측쇄가 접목된 두 종류의 브러시형 고분자를 제조하였다. 상온 및 산성, 중성, 알칼리성 조건에서 이 두 종류 브러시 고분자 필름의 자가 치유 거동을 연구한 결과, 브러시 고분자 필름이 우수한 자가 치유 기능, 내산·내알칼리성, 탄성 특성을 가진다는 것을 입증하였다. 마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측쇄 간의 반데르발스 상호작용과 사슬 얽힘에 기인한 브러시형 고분자의 생체 모방 자가 치유 메커니즘을 탐구하였다. 본 연구는 기존 자가 치유 재료들이 특별한 공유 결합에 의존하는 것과 달리, 고분자의 위상 구조와 반데르발스 힘 만으로 상온에서 효율적인 자가 치유 과정을 실현할 수 있음을 보여주며, 구조가 단순한 자가 치유 지능형 고분자 재료 설계에 새로운 아이디어를 제공한다.

브러시형 고분자; 반데르발스 상호작용; 자가 치유; 생체 모방 구조; 사슬 얽힘