▲ 전북대 안상민 교수팀이 머리카락을 염색했을 때 손상되는 과정을 과학적으로 밝힌 연구 결과를 발표해 이목을 끌고 있다.(사진=전북대)  © 특허뉴스

최근 뷰티와 바이오 산업 전반에서 인공지능(AI)과 나노분석 기술의 융합이 새로운 연구 패러다임으로 주목받고 있는 가운데, 전북대학교 안상민 교수 연구팀이 머리카락 손상 과정을 세계 최초로 정밀 규명했다. 연구팀은 원자힘현미경(AFM)을 활용한 나노역학 분석과 생성형 AI 모델(cGAN)을 결합해 산화염색에 따른 모발 손상의 전 과정을 다중 스케일에서 추적하는 데 성공했다.

안상민 교수(전북대 물리학과)를 비롯해 최형국, 조명래, 송태근 교수 등이 공동 참여한 이번 연구 성과는 재료 및 에너지 분야 국제 학술지 'VIEW' 최신호(2025년 9월 3일자, IF 9.7, JCR 상위 6.6%)에 게재되며 국제적 주목을 받았다.

AI가 재현한 ‘염색 중간 단계’

연구팀은 전자현미경(SEM)과 AFM으로 확보한 나노스케일 데이터를 바탕으로 AI 모델을 학습시켜, 염색 과정에서 모발 내부에 축적되는 손상을 단계별로 시뮬레이션했다. 특히 실제 실험으로 관찰하기 어려운 ‘염색 중간 단계’를 AI가 재현해, 손상이 점진적으로 확대되는 메커니즘을 세계 최초로 확인했다.

연구 결과, 염색 시간이 길어질수록 모발의 영률(Young’s modulus)이 감소하고, 3GPa 이하 저강도 영역이 넓어지며 표면 거칠기와 손상 스팟이 증가하는 현상이 정량적으로 규명됐다.

이번 성과는 단순히 모발 손상 규명에 그치지 않고, AI-나노분석 융합 플랫폼의 잠재력을 보여준다는 점에서 의미가 크다. 해당 기술은 향후 섬유, 바이오 소재, 고분자 등 다양한 첨단 소재 연구와 차세대 화장품 개발로 확장될 수 있는 기반을 마련했다는 평가를 받고 있다.

연구 책임자인 안상민 교수는 “머리카락 손상 과정을 정량적으로 추적할 수 있다는 점에서 큰 의의가 있다”며, “향후 이 플랫폼을 화장품, 바이오 소재, 첨단 섬유 개발에 활용해 산업적 파급효과를 창출할 것”이라고 강조했다.