[왓처데일리] 한국과학기술연구원 분자인식연구센터 우경자 박사팀과 연세대학교 기계공학과 황정호 교수팀은 에어필터에 닿는 순간 병원균을 즉사시키는 은나노복합체 코팅 에어필터를 개발해 수퍼박테리아와 같은 내성 병원균까지 제거할 수 있는 길을 열었다.

이번 연구는 미래창조과학부(나노·소재원천기술개발사업)와 한국과학기술원(KIST)(기관고유사업)의 연구개발사업으로 수행되었고, 그 결과는 영국 왕립화학회가 출판하는 세계적 국제학술지인 저널 오브 머티어리얼즈 케미스트리 비(Journal of Materials Chemistry B)의 제 2권 39호 표지(front cover)논문으로 선정되었다. 

기존의 에어필터의 경우 걸러진 병원균이 주변환경 변화에 따라 에어필터에서 오히려 번식을 하는 역효과가 있었다.

또, 이 문제점을 해결하기 위해 은나노 향균 물질 코팅 에어필터가 개발되었지만 그 은나노 입자가 매우 미세해 병원균을 제거하는 데 일정한 시간이 필요한 단점이 있었다.

이번에 연구진이 개발한 향균 코팅제인 은나노복합체는 은의 크기를 30나노미터로 키우고 복합구조로 만들어서 살균효과가 즉시 나타나게 했다.

구체적으로 은나노복합체는 지압용 공과 같은 모양으로, 마이크론 크기의 구형 실리카 표면에 많은 기둥을 세우고, 기둥 끝에 1~2 나노미터 크기의 은 시드(seed)를 고르게 부착한 후, 시드와 기둥을 함께 감싸도록 은 성분을 도포함으로써 30나노미터 크기의 은 나노입자들이 견고하게 고정된 3차원 복합소재를 완성한 것이다.

이 후 이 은나노복합체를 확산건조기를 이용하여 에어필터 위에 코팅하였고, 초속 2미터 이상*의 강풍을 보내서 은나노복합체가 필터에서 떨어지지 않는 것을 실험적으로 확인하였다.

이와 같은 실험을 통해 코팅된 은나노복합체가 코팅제로서 실용화하기에 안정된 구조인 것을 증명한 것이다.

연구진은 은나노복합체가 코팅된 향균 에어필터의 효과를 입증하기 위해 바람에 날려 필터에 걸러진 대장균과 포도상구균의 은나노복합체와의 반응을 전자현미경으로 관찰하였다.

이를 통해 은나노복합체 상의 은나노입자들이 마치 이빨처럼 박테리아를 물어뜯는 현상을 발견하고, 은나노복합체에 닿는 순간 박테리아들이 즉사하는 것을 확인할 수 있었다.

연구팀은 “이번 연구 성과는 은나노입자의 항균능에 관한 논란을 잠재우는 결정적 단초가 되었으며, 은나노복합체가 병원균에 닿는 순간 즉사시키므로 수퍼박테리아처럼 내성을 갖는 병원균까지도 효과적으로 제거할 수 있게 되어 국민의 건강 및 삶의 질 향상의 토대를 마련했다”고 평가했다.