▲ (위)‘기존 은나노와이어’소재와 ‘전자빔 처리한 은나노와이어’소재의 비교 사진과 (아래)대장균 항균 테스트 결과 비교 사진(左) 및 균 감소율 결과표(右)

재료연구소(KIMS, 소장 이정환)가 코로나19 같은 호흡기 전염병 확산을 방지할 수 있는 기술을 개발해 향후 세균이나 미세먼지 등으로 인한 국민적 우려를 해소 할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

재료연은 표면기술연구본부 김지현 박사, 김창수 박사, 이승훈 박사 연구팀이 공기를 통해 전파될 수 있는 감염병 억제에 적용 가능한 항균 소재를 개발하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 각종 제품에 다양하게 사용되는 필터 소재에 쉽게 코팅이 가능한 은나노와이어 소재를 전자빔 처리를 통해 항균력을 극대화시킨 기술이다.

은나노와이어 소재는 전기전도성이 우수하고 투명하면서도 잘 휘어 그동안 차세대 플렉서블 디스플레이나 터치패널 등의 투명전극으로 쓰여 왔다.

이번 기술은 전자재료로 사용되던 은나노와이어 소재를 전자빔 처리를 통해 가격이 저렴하면서도 우수한 항균특성을 나타내는 항균소재로 탈바꿈시킨 기술로 발상의 전환을 통해 새로운 영역으로 확장시킨 결과다.

전자빔을 은나노와이어 소재에 조사하는 경우, 은 이온을 쉽게 방출할 수 있고 표면적이 넓어지면서 필터에 포집된 세균 등의 부유균을 효과적으로 살균하는 것이 가능하다.

실제 이 소재를 대장균과 황색포도상구균을 대상으로 항균특성을 평가한 결과, 높은 항균성을 보이는 것으로 확인됐다.

또한 전자빔의 에너지, 직경, 밀도(dose) 등을 변화시킴으로써 다양한 나노 및 바이오 융합 분야에서도 활용될 것으로 기대된다.

연구에 참여한 재료연구소 김창수 박사는 “나노소재를 기존 방식보다 간단하고 친환경적인 방식으로 항균성을 극대화했으며 향후 세균이나 미세먼지 등으로 인한 국민적 우려를 해소할 기술 개발에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번에 개발된 은나노와이어 항균소재는 재료연구소가 지난 2019년부터 수행 중인 ‘공공시설 병원체 제거소재 기술 개발’ 사업을 통해 개발됐다.

해당 사업의 총괄책임자인 재료연구소 이승훈 박사는 “항균소재와 저온 플라즈마 기술을 실내공조에 적용시켜 부유균 살균과 바이러스 비활성화가 가능한 공조부품을 개발하고 있으며, 2023년까지 기초 실증을 완료해 공공시설에 보급할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

실내공조용 병원체 제거소재가 병원, 공항, 지하철 등과 같은 공공시설에 적용될 경우 결핵과 코로나19 바이러스 등과 같은 호흡기 전염병의 2차 감염을 억제하는데 큰 도움이 될 것으로 예상된다.

한편 이번 성과는 재료연구소의 연구사업과 더불어 경상남도와 김해시, 김해산업진흥의생명융합재단의 전자빔을 이용한 나노제품고급화지원사업을 통해 지원됐으며, 연구결과는 미국화학회(American Chemical Society, 이하 ACS)가 발간하는 학술지인 에이씨에스 어플라이드 바이오 머테리얼즈(ACS Applied Bio Materials)의 표지논문으로 게재될 예정이다.