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해조류처럼 미생물 달라붙지 못하는 '방오소재' 나왔다

UNIST, 정훈의 교수팀 '지질-하이드로겔 나노 바늘 하이브리드 필름' 개발
지질-하이드로겔 나노 바늘 하이브리드 필름의 구조.<사진=UNIST>지질-하이드로겔 나노 바늘 하이브리드 필름의 구조.<사진=UNIST>
바닷속 해조류처럼 박테리아 같은 미생물이 달라 붙지 않는 '초강력 방오막'이 개발됐다.

UNIST(총장 정무영)는 정훈의 기계항공 및 원자력공학부 교수팀이 박테리아를 비롯한 미생물이 표면에 달라붙지 못하는 새로운 '방오(Antifouling) 소재'를 개발했다고 20일 밝혔다.

연구팀은 방오 기능이 우수하면서 단단한 물질로 뾰족한 바늘기둥이 무수한 미세구조를 만들고, 그 위에 친수성이 강한 소재(MPC)를 얇게 씌워 피막과 비슷한 수막을 형성했다.

방오 소재는 표면에 각종 오염물이 달라붙지 못하게 하는 물질이다. 주로 선박이나 해양시설에서 물이 닿는 부분에 발라 해양생물의 부착을 막는 데 쓰인다.

최근에는 인공관절이나 치아 임플란트 같은 의료기구에서 노폐물 흡착을 막거나, 가습기 등 생활기기 내부에 생기는 바이오필름을 방지할 기술도 연구되고 있다.

기존에는 화학물질을 표면에 바르는 방식으로 방오 처리를 했다. 하지만 박테리아가 화학물질에 내성을 갖거나, 표면이 긁혀 손상되면 방오 기능이 떨어졌다. 또 화학물질 자체의 독성도 문제로 지적됐다.

연구팀은 나노 바늘이 촘촘한 미세표면에 해조류처럼 피막을 입히는 아이디어를 냈다. 미세표면은 딱딱한 하이드로겔(PEGDMA)로 만들어 물속에서도 구조를 유지하도록 했고, 그 위에 MPC라는 분자를 얇게 씌웠다. MPC는 물을 잘 잡아당겨 표면 위에 수막을 형성했다.

 제1저자인 선가현 기계공학과 석‧박사통합과정 연구원은 "미세표면에 찔려 죽은 박테리아는 물로 씻기면서 방오 기능이 한층 강화된다"며 "미세표면과 피막을 통해 이중으로 방오할 수 있어 넓은 범위의 박테리아를 모두 대응할 수 있으며, 긁히거나 손상돼도 기능을 유지했다"고 설명했다.

연구팀은 해조류를 비롯한 해양생물의 미세표면을 추가로 연구해 방오 기능을 더욱 강화할 계획이다.

정훈의 교수는 "가습기 살균제 사건처럼 해로운 박테리아를 없애려 살균제를 사용하는 대신 기기 표면에 새로운 방오막 도입이 가능하다"며 "이 기술을 적용하면 정수기나 에어컨 등의 생활기기를 안전하고 건강하게 사용 가능할 수 있을 것"이라고 기대했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부-한국연구재단의 자연모사혁신기술개발사업의 지원으로 이뤄졌다. 결과는 미국화학회(ACS)에서 발행하는 ACS 매크로 레터스(ACS Macro Letters) 1월호 표지 논문으로 출판됐다. 
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