허호길 교수(광주과학기술원)가 주도한 이번 연구는 교과부와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 사람은 산소를 마시며 생활하지만, 쉬와넬라(Shewanella)균은 용해성 우라늄 6가 이온으로 호흡하며 생존한다.

이렇게 쉬와넬라균이 숨을 쉬는 호흡 과정에서 용해성 우라늄 6가 이온이 불용성 우라늄 4가 이온으로 변환한다. 허호길 교수팀은 쉬와넬라균에 의해 용해성 우라늄 6가 이온이 불용성 우라늄 4가 이온으로 전환되는 중간과정에서 특이하게 세균 외부막에 핑크빛 실타래 같은 물질이 형성된다는 사실을 확인하고, 그 물질이 미생물이 만들어낸 생물막이 아니라, 바로 용해성 우라늄 6가 이온으로 만들어진 나노와이어 형상의 불용성 결정체 광물인 것으로 밝혀냈다.

세균 외부에 만들어지는 나노와이어 모양의 물질은 표면적이 넓어 일반 필터로 걸러 낼 수 있을 정도로 여과 효율이 높아 방사성 물질인 용해성 우라늄 이온이 지하수를 통해 토양과 수질을 오염시키는 현상을 방지할 수 있어, 미생물을 이용한 유해물질 처리기술을 개발할 수 있는 가능성을 보여주었다.

또한, 우라늄을 생산하거나 회수하는 과정에서 기존에 독성물질을 유발하는 가공공정 대신에 우라늄이 포함된 물에 미생물을 넣어 고순도의 우라늄을 생산 혹은 회수할 수 있는 친환경 공정 개발 가능성도 제시됐다.

허호길 교수는 "이번 연구결과는 방사능 오염으로 인하여 사람이 접근하기 어려운 환경에서 미생물을 이용한 친환경적인 방법으로 방사성 물질에 의한 토양과 수계 오염을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 고순도의 우라늄을 생산 혹은 회수할 수 있는 친환경 공정 개발의 가능성을 열었다"며 "이러한 미생물과 중금속의 상호작용에 대한 연구는 부족한 희토류의 선택적인 회수 방법을 제시하고 다양한 산업소재 개발에 활용할 수 있을 것"이라고 연구의의를 밝혔다.

이번 연구결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 화학분야 저명학술지 '케미컬 커뮤니케이션(Chemical Communications)' 온라인 판에 지난 달 17일 게재됐다.
 

▲(좌) 미생물의 표면에 우라늄 나노와이어가 형성되어 있다. 이를 확대하면 망사형의 미생물이 표면에서 떨어져 나온 것을 확인할 수 있다.  (우) 한 가닥의 우라늄 나노와이어가 나노와이어 형상의 불용성 결정체의 물질로 연결되어 있음을 투시전자현미경을 통해 확인했다. ⓒ2011 HelloDD.com