부산대 연구진 "차세대 생체이식형·웨어러블 소자 활용 기대"
국내 연구진이 압력을 가하면 전기를 생산하는바이러스인 박테리오파지를 수직으로 쌓는 방법으로 기존 바이러스 발전소자보다 전기 생산 효율을 6배 높이는 데 성공했다.
부산대 나노에너지공학과 오진우·황윤회 교수 연구팀은 25일 바이러스의 자기조립 특성과 유전자 조작을 이용해 발전 효율이 기존 박테리오파지 발전소자보다 6배 높은 발전소자를 만들었다고 밝혔다.
바이러스 등 바이오 물질은 생체 친화적이고 대량 생산이 쉬워 차세대 생체이식형 소자나 신체착용(웨어러블) 소자에 활용할 수 있는 핵심 물질로 주목받고 있다.
특히 표면 단백질의 양 끝이 각각 양(+)과 음(-)의 극성을 띠고 있어 압력을받으면 전기를 생산하는 M13 박테리오파지를 이용해 압전 발전소자를 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나 M13박테리오파지는 수직 방향으로 물리적 자극을 가했을 때 전기적으로더 크게 반응하고 여러 개를 수직으로 배열하면 전력 생산을 크게 증가시킬 수 있지만 가늘고 긴 형태 때문에 수직 정렬 방법은 아직 개발되지 못했다.
연구진은 M13박테리오파지를 완충액에 푼 뒤 산화알루미늄 기판에 뚫린 구멍에밀어 넣어 박테리오파지가 구멍 내벽의 맨 아래쪽부터 위쪽으로 연속적으로 붙게 하는 방식으로 긴 M13박테리오파지 기둥을 만들었다.
M13박테리오파지 기둥을 실리콘 기판에 부착해 만든 압전나노발전체는 박테리오파지를 수평 배열한 발전체보다 발전 효율이 약 3배 높은 것으로 확인됐다.
연구진은 또 M13 박테리오파지의 유전자를 조작해 발전 기능을 높인 뒤 발전기를 만들어 발전 효율을 다시 2배 높이는 데 성공했다.
오진우 교수는 "이 연구는 생체이식과 웨어러블이 가능한 차세대 소자에서 바이오 물질을 활용할 수 있는 가능성을 보여준 것"이라며 "이 기술을 안전하고 경제적인 기능성 소자에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>