- KAIST 최원호 교수팀, 바이오필름 제거기술 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 최원호 교수, 서울대 조철훈 교수 공동 연구팀이 대기압 저온 플라즈마를 통해 페트병, 음식물 등에 존재하는 대장균, 박테리아 등 일명 바이오필름을 손쉽게 제거할 수 있는 기술을 개발했다.

이 기술은 플라즈마를 물에 처리해 활성화시켜 발생하는 화학반응을 이용해 바이오필름을 제거하는 방식으로 기존 기술보다 안전하고 손쉬워 다양한 용도로 사용될 것으로 기대된다.

KAIST 교원창업기업 플라즈맵이 상용화에 성공한 플라즈마 발생 포장재[제공=KAIST]

대기압 플라즈마는 대기 중에서 여러 형태로 플라즈마 및 2차 생성물을 방출할 수 있는 장점을 갖는다. 최근에는 의료기술, 식품, 농업 등 다양한 분야에 살균을 목적으로 한 활성화, 기능화 등 측면에서 대기압 플라즈마를 적용하고 있다.

하지만 대기압 플라즈마로부터 발생하는 합성물질인 활성종의 종류, 밀도, 역할 등은 현재까지도 명확하게 밝혀지지 않아 기술을 적용하는 데 어려움을 겪고 있다.

연구팀은 플라즈마를 물에 처리시켜 수용액으로 만들어 대장균, 살모넬라, 리스테리아 등 유해한 미생물이 겹겹이 쌓여 막을 이룬 형태를 뜻하는 바이오필름을 제거하는 기술을 개발했다.

플라즈마를 처리할 때 발생하는 활성종은 수산기(하이드록시기, -OH), 오존, 과산화수소, 아질산이온, 활성산소 등이다. 연구팀은 수산기가 다른 활성종에 비해 100배에서 1만 배 낮은 농도임에도 불구하고 산화력이 높아 바이오필름 제거에 큰 역할을 하는 것을 확인했다.

연구팀은 향후 후속 연구를 통해 플라즈마로 수산기를 최대한 많이 제작할 수 있는 기술을 개발해 상용화까지 이어나갈 예정이다.

최 교수는 이미 2013년 플라즈마 발생이 가능한 포장재를 특허로 등록했고 교원창업기업 플라즈맵에 기술이전을 완료했다. 이번 연구를 통해 플라즈마 살균 기술의 상용화에 힘쓰는 중이다.

최 교수는 “이번 연구결과는 플라즈마 제어 기술과 플라즈마-미생물 간 물리화학적 상호작용을 이해하는데 유용한 기반이 될 것”이라며 “의학, 농업, 식품 분야에서의 플라즈마 기술의 활용이 가속화되는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구성과는 재료분야 국제 학술지 ‘미국화학회 어드밴스드 머티리얼즈&인터페이시스’ 2017년 12월 20일자에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com