'미생물로 만든 나노재료' 지도

최신 연구 내용과 흐름 한눈에 정리
바이오 의료 분야, 전자기기 등 응용 기대

51가지 주기율표 원소의 단일 및 두가지 조합 기반 무기 나노 재료의 종류를 나타낸 지도

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 미생물이나 세균을 감염시키는 바이러스인 박테리오파지를 통해 합성한 146가지의 무기 나노재료들을 한 눈에 알아볼 수 있도록 정리해 국제학술지인 네이처 `네이처 리뷰 케미스트리 12월호에 연구 성과를 실었다. 친환경적인 방법으로 합성한 무기 나노재료들을 바이오센서, 의료, 화학 분야 등에 폭넓게 활용하는데, 기여할 연구가 될 것으로 예상된다.

이상엽 한국과학기술원 화학공학과 교수의 연구팀은 생물학적으로 합성된 무기 나노재료의 종류와 응용을 총망라해 최신의 연구내용과 흐름을 한눈에 파악할 수 있도록 정리한 '미생물과 박테리오파지를 이용한 생물학적 무기 나노재료의 합성 및 응용' 논문을 발표했다고 4일 밝혔다.

무기 나노재료는 물리, 화학, 재료, 전자 등 다양한 분야에서 사용되고 있는 물질이다. 이 물질을 얻기 위해서는 고온, 고압의 조건에서 유독한 유기용매나 촉매를 사용해야 해 환경에 악영향을 끼칠 수 있다. 이런 상황에서 과학계에서는 미생물이나 박테리오파지를 활용한 무기 나노재료의 합성법이 연구되고 있다.

연구팀은 이 연구들을 총망라해 지도로 만들어 한눈에 연구 결과를 찾아볼 수 있게 정리했다. 연구팀은 미생물과 박테리오파지를 이용해 55개 주기율표 원소 기반 단일 또는 두 가지 원소 조합으로 146개의 무기 나노재료가 생물학적으로 합성 가능하다는 것을 나타냈다. 또 생물학적 무기 나노재료 합성에는 박테리아, 곰팡이, 조류, 박테리오파지가 주로 이용된다는 것도 정리했다.

특히 연구팀은 유전적으로 조작된 미생물과 박테리오파지들을 이용하면 생물학적 무기 나노재료의 합성 수율을 높일 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과에는 미생물과 박테리오파지를 이용한 무기 나노재료의 생산 가능성과 크기, 모양, 결정성을 조절하기 위한 전략들도 포함됐다.

연구팀은 결정질 무기 나노재료를 생물학적으로 합성하기 위해 물질의 열역학적 안정성을 나타내주는 푸베이 다이어그램 분석을 활용한 전략도 제시했다.

또한 연구팀은 생물학적 나노재료의 합성 시 고려해야 하는 사항을 정리한 10단계의 흐름도를 제시했다. 현재 생물학적으로 합성된 무기 나노재료들은 촉매, 에너지 수확 및 저장, 전자기기, 항균물질, 의생명 분야의 응용에 적용됐다.

이상엽 특훈교수는 "생물학적 나노재료들이 추후 바이오 의료 분야의 재료, 바이오 전자기기, 친환경 화학물질 생산 등에 새롭게 적용될 수 있을 것?이라고 기대했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr