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수계 분산액과 개발된 자외선 차단제(W/W 에멀젼)의 간략한 모식도 /코스메카코리아 제공

코스메카코리아(대표 조임래·박은희)가 서울과학기술대학교와의 공동 연구를 통해 기존 물-오일 기반 유화(Emulsion) 시스템을 넘어선 차세대 완전 수계 자외선 차단 제형 기술의 과학적 원리를 규명했다고 17일 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF: 13.2)'에 게재됐으며, 코스메카코리아의 선케어 제형 연구 역량과 K-뷰티 R&D 경쟁력을 입증하는 성과로 평가된다.

현재 대부분의 자외선 차단제는 물과 오일을 혼합한 유화 방식으로 제조된다. 그러나 이 과정에서 오일과 계면활성제 사용에 따른 환경적 영향과 함께 번들거림, 끈적임, 눈 시림 등 사용감 측면의 한계가 지속적으로 제기돼 왔다.

코스메카코리아와 서울과학기술대학교 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 'W/W (Water-in-Water) 에멀전' 구조를 자외선 차단 제형에 적용했다. 이 기술은 특정 조건에서 서로 다른 두 종류의 수용성 고분자가 물속에서 분리된 상을 형성하는 수계 2상 시스템(Aqueous Two Phase System, ATPS) 원리를 활용한 것이 핵심이다.

연구팀은 이를 통해 오일을 사용하지 않으면서도 제형의 안정성과 자외선 차단 성능을 동시에 확보하는 데 성공했다. 피부에 도포된 뒤 수분이 증발하는 과정에서 촘촘한 네트워크 구조의 필름이 형성되고, 자외선 차단 성분이 피부 표면에 균일하게 분포하는 메커니즘을 확인했다.

이 같은 필름 구조는 차단막의 균질성을 높이고 자외선 흡수 효율을 향상시키는 것으로 나타났다. 실제 실험 결과 동일한 성분과 농도의 일반 수계 분산액 대비 더 높은 자외선 차단 지수(SPF)를 기록했으며 피부 표면 전반에 걸쳐 보다 균일한 차단 효과를 보였다.

이번 연구는 자외선 차단 성능이 단순히 원료의 종류나 함량뿐 아니라 제형 내 성분이 배열되고 고정되는 구조적 특성에 따라 크게 달라질 수 있음을 실험적으로 입증했다는 점에서 의미가 있다.

동일한 자외선 차단 성분을 사용하더라도 필름 구조의 균일성을 높이면 자외선 흡수 효율을 향상시킬 수 있음을 확인하고, 차세대 선케어 제형 개발의 새로운 방향을 제시했다는 평가다. 해당 연구는 생물학연구정보센터(BRIC)에서 '한국을 빛내는 사람들(한빛사)'로도 선정됐다.

코스메카코리아 황준필 책임연구원은 "이번 연구를 통해 우리의 혁신 제형이 단순한 사용감 개선을 넘어 자외선 차단 효능 자체를 끌어올리는 과학적 원리를 규명했다는 데 큰 의의가 있다"며 "감각적 주장이 아닌, 데이터와 과학으로 기술력을 증명한 것"이라고 강조했다.

이어 김태훈 연구소장은 "최근 연구 트렌드는 최소한의 자외선 차단 성분으로 최대의 효과를 확보하는 방향으로 나아가고 있다"며 "이번 논문에서 입증된 혁신적인 분산 기술과 균일한 피막 형성 메커니즘은 이러한 흐름에 부합하는 핵심 기술로, 향후 더욱 안전하고 효능 높은 차세대 자외선 차단제 개발에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.