IBS(기초과학연구원·원장 김두철)는 바르토슈 그쥐보프스키(Bartosz Grzybowski) 첨단연성물질연구단 그룹리더 연구팀이 나노입자 계면활성제를 개발했다고 11일 밝혔다.

계면활성제는 비누·세제·샴푸 등 생활용품에 널리 사용되는 화학물질이다. 한 분자 안에는 물에 잘 붙는 부분과 기름에 잘 붙는 부분이 함께 존재한다. 물을 끌어당기는 친수성과 기름을 끌어당기는 소수성 때문에 기름과 물이 섞여 있을 때 계면활성제를 사용하면 액체방울 형태의 물만 분리할 수 있다.

계면활성제는 약물 등의 특정 물질 이동도 가능해 차세대 의학재료로 주목받고 있다. 특히 액체방울을 조절하는 기술은 제약·화학 연구 전반에 사용되며 질병 진단이나 신약 개발 등에 활용할 수 있다.

기존 액체방울을 조절하는 기술은 분자 계면활성제에 의존해 왔다. 계면활성제로 둘러싸인 액체방울을 외부 자극에 반응하도록 분자를 설계하는 방식이다. 그러나 분자의 화학구조를 설계해 만들다 보니 두 가지 이상의 자극에 반응하도록 만드는 데 어려움이 컸다.

연구팀은 다양한 자극으로 액체방울을 조종하는 나노입자 계면활성제를 개발했다.

나노입자의 경우 표면 성질에 따라 박테리아를 죽이거나 효소를 운반하는 등 다양한 기능을 갖고 있다. 연구팀은 나노입자 계면활성제를 사용해 기존의 분자 계면활성제보다 다양하고 복합적인 기능을 구현했다.

나노입자 계면활성제는 전기장·빛·자기장에 모두 반응하도록 설계됐으며 자기장과 빛으로 액체방울의 위치와 움직임, 회전속도를 조절할 수 있다. 전기장으로는 액체방울들을 결합할 수 있다.
 
바르토슈 그룹리더는 "액체방울을 움직이거나 결합하는 등 자유롭게 조종할 수 있는 도구를 개발했다"라며 "살아있는 세포를 액체방울에 가둬 배양하거나 세포 내 효소 반응을 액체방울로 재현하는 등 특수한 환경이 필요한 제약·생물학·의학 분야에서 폭넓게 응용될 것"이라고 말했다.

한편, 연구결과는 네이처(Nature, if 40.137)에 한국시간 1월 11일 새벽 3시에 게재됐다.