“은나노 소재로 바이러스, 박테리아 잡는다”

유해 미생물에 치명적인 피해를 줄 수 있는 은나노복합체 소재를 국내 연구진이 개발했다. 마이크론 크기의 자성복합체 위에 3차원 구조로 고정시키는 방식이다.

3일 미래창조과학부는 영국 왕립화학회가 출판하는 국제학술지 ‘저널 오브 매트리얼 케미스트리 B’ 1궈 21호 표지 논문으로 관련 연구가 선정, 오는 7일 출판된다고 밝혔다.

해당 연구는 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터 우경자 박사팀과 서울대학교 보건대학원 고광표 교수팀이 공동으로 수행했다. 미래부와 한국연구재단이 추진하는 나노 소재 기술개발사업 및 KIST 기관고유사업의 일환이다.

국내 연구진은 자성 마이크론 소재에 은 나노입자를 견고하게 결합, 회수와 분산성을 확보해 환경오염은 줄이고, 노출된 나노입자 표면이 유해 미생물에 직접 작용하게 하는 방법을 고안했다. 은 나노입자는 유해 미생물에 대해 우수한 효용을 나타내지만, 외부로 유실되면 생명체에 독성을 나타내기 때문이다.

우경자 박사와 고광표 교수 공동 연구팀은 자성이 있는 마이크론 크기의 구형 소재 위에 핵과 핵을 떠받치는 기둥을 함께 감싸는 견고한 3차원 구조로 고정된 은나노복합체 소재를 개발했다. 유해 미생물 제거 효과 및 그 메커니즘도 밝혀냈다.

연구팀은 자성 마이크론소재 표면에 많은 팔을 만들고, 팔 끝에 은으로 된 핵(1~3nm)을 매단 후, 이 핵들을 적정 크기로 뭉쳐서 간격을 재배치했다.

이후 재배치된 핵과 팔을 함께 감싸는 은 나노입자를 고정시켜 견고한 3차원 구조의 은나노복합체 소재를 완성했다. 복합체 표면은 은 나노입자와 이온이 상보적으로 덮고 있는 독특한 구조다. 연구팀은 항균, 항바이러스 작용에 시너지 효과를 줄 것으로 내다봤다.

연구팀은 “개발된 소재를 박테리아와 바이러스 제거 실험에 적용해 각각 99.9999%와 99% 이상의 제거율을 기록했다”며 “복합체 위에 고정된 은 나노입자가 이빨과 같은 역할을 하면서 접촉하는 박테리아를 물어뜯고, 표면의 은 나노입자와 이온이 바이러스를 흡착해 치명적 효과를 줬다”고 설명했다.

우경자 KIST 박사는 “이 연구를 통해 새로운 구조의 나노복합 소재를 개발해 원천기술 확보와 그린환경 구축, 삶의 질 향상의 토대를 마련했다”고 말했다.