한국세라믹기술원(원장 김경회)은 ‘독성방향족 탄화수소를 빠르게 제거할 수 있는 효소-자성나노입자 복합체’를 개발했다고 27일 밝혔다.
주요 환경오염 물질 중 하나인 방향족탄화수소는 토양과 지하수 등에 유입되어 환경과 인체에 독성을 일으키며, 환경에 노출된 방향족 탄화수소를 제거하기 위한 방법으로 오존(O3)및 자외선(UV) 등을 이용한 물리적인 공정이 주로 사용되고 있으나, 분해물의 잔류독성과 고비용 등이 문제가 됐다.
이번에 바이오IT융합센터 장정호 박사(센터장)와 이수연 박사 연구팀은 실리카가 코팅된 자성나노(10억분의 1m) 입자에 미생물유래 산화효소를 접목시킨 ‘효소-자성나노입자 복합체’를 제조해 ‘친환경 저비용’으로 방향족 탄화수소를 제거하는 기술을 개발하는데 성공했다.
효소-자성나노입자 복합체는 니켈이온(Ni2+)으로 표면이 기능화된 실리카 코팅 자성 나노입자에 히스티딘 잔기가 치환된 산화효소를 선택적으로 결합시킴으로써 자연적으로 분해가 어려운 고농도의 방향족 탄화수소를 빠르고 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 자석을 이용한 자성나노입자를 사용하기 때문에 원심분리기, 멤브레인 필터와 같은 복잡한 설비 없이도 효소-자성나노입자 복합체를 손쉽게 회수해 재사용이 가능하므로 매우 경제적이다.
이번 연구는 지식경제부 소재원천기술개발사업(저온복합화 코팅에 의한 지능형 생체세라믹소재기술, 총괄책임자 장정호 박사)의 지원으로 이뤄졌으며, 이번에 개발한 효소-자성나노입자 복합체는 기존 물리적인 처리 공정에서 수반되던 잔류독성 문제를 획기적으로 개선시켰을 뿐만 아니라 자성을 이용한 편리성과 효용성을 증진시킨 기술로 현재 국내 및 미국 특허 출원을 통해 원천 기술력을 확보하였다.
기술원측은 “새로운 효소-자성나노입자 복합체를 이용하면 최근 이슈화되고 있는 독성 방향족탄화수소 유출로 오염된 환경을 복원하는 데에 큰 도움이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구결과는 ‘독성 방향족탄화수소 제거를 위한 견고한 생촉매로서의 효소-자성나노입자 복합체’라는 제목으로 화학 분야의 권위지인 영국 왕립학회 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’에 8월호 표지논문으로 실릴 예정이다.
장길수기자 ksjang@etnews.com