세균 살균과 바이러스 방어를 동시에, 혁신적 나노 코팅 기술 개발
국내 연구진이 세균은 살균하고 바이러스는 표면에 달라붙지 못하게 하는 혁신적인 차세대 코팅 기술을 개발했습니다.
대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 김봉훈 교수 연구팀은 12일 항균성과 바이러스 방오(防汚·오염 방지) 기능을 동시에 갖춘 차세대 표면 개질 기술 개발에 성공했다고 발표했습니다.
이번 연구는 단국대 고분자시스템공학부 오준균 교수, KIST 생체분자인식연구센터 김호준 선임연구원, 아주대 첨단신소재공학과 김장환 교수와의 공동연구로 진행되었으며, 그 성과는 국제 학술지 '어드밴스드 헬스케어 머테리얼스(Advanced Healthcare Materials)'의 표지논문으로 선정되는 쾌거를 이루었습니다.
나노미터 두께의 균일한 코팅으로 다양한 표면에 적용 가능
이번에 개발된 표면 개질 기술의 가장 큰 특징은 다양한 유기 표면에 나노미터(㎚) 두께의 폴리도파민(PDA) 층을 균일하게 형성할 수 있다는 점입니다.
이 기술은 단순한 평면뿐만 아니라 곡면이나 미세한 기공 구조를 가진 복잡한 표면에도 균일한 코팅이 가능합니다. 또한 체내 분비물로 인한 전기적 신호 변동을 최소화해 생체 신호 측정의 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
특히 항생제 토브라마이신(TOB)을 결합한 PDA 층은 세균 살균 효과를 극대화하는 동시에 코로나바이러스의 피부 표면 흡착을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났습니다. 이러한 특성은 의료용 패치, 웨어러블 센서 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 입증했습니다.
기존 한계를 극복한 안전하고 범용성 높은 코팅 기술
이번 연구에서 개발된 표면 개질 방식은 기존의 화학적 증착이나 자기조립 단분자막(SAM) 공정이 가진 한계점들을 효과적으로 해결했습니다.
기존 방식들은 독성 용매를 사용하거나 진공 환경에 의존해야 하는 문제가 있었지만, PDA 기반 코팅은 수용액 환경에서 빠르고 안전하게 형성될 수 있습니다.
더욱 주목할 만한 점은 이 코팅 기술이 피부, 과일 껍질, 동물 조직 등 표면 에너지와 거칠기가 다양한 기질에서도 동일한 성능을 구현했다는 것입니다. 이러한 높은 범용성은 감염 방지 소재, 생체 신호 측정 기기, 화장·미용 산업 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 보여줍니다.
김봉훈 교수는 "이번 연구가 국제적으로 저명한 학술지의 표지논문으로 선정돼 매우 뜻 깊다"며 "의료 현장과 웨어러블 전자 소자 분야에서 항균과 방오 기능을 실질적으로 적용할 수 있도록 연구를 이어가겠다"고 밝혔습니다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 글로벌 생체융합 인터페이싱 선도연구센터(ERC)와 DGIST 피지컬 AI 센터의 지원을 받아 수행되었습니다.