[대학저널 임지연 기자] KAIST(총장 신성철) 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 방식이다. 기존 기술보다 안전하고 손쉬워 다양한 용도로 사용 가능할 것으로 기대된다.
플라즈마는 에너지 및 환경 분야부터 생의학 분야까지 다양한 연구와 산업분야에 응용되고 있다. 최근에는 의료기술, 식품, 농업 등 다양한 분야에 살균을 목적으로 한 활성화, 기능화 등 측면에서 대기압 플라즈마를 적용하고 있다. 때문에 플라즈마의 반응성 및 활용성을 높이기 위한 연구들이 전 세계적으로 활발히 진행 중이다. 그러나 대기압 플라즈마로부터 발생하는 활성종의 종류, 밀도, 역할 등은 현재까지도 명확하게 밝혀지지 않아 기술을 적용하는 데 큰 어려움이 있었다.
연구팀은 이번 연구를 통해 플라즈마를 처리할 때 발생하는 활성종(수산기(하이드록시기, -OH), 오존, 과산화수소, 아질산이온, 활성산소 등) 중 수산기가 다른 활성종에 비해 100배에서 1만 배 낮은 농도임에도 불구하고, 산화력이 높아 바이오필름 제거에 큰 역할을 하는 것을 확인했다. 그 외에 발생된 오존, 과산화수소, 아질산 이온 등에 대해서도 바이오필름을 제거할 수 있는 기능이 있음을 정량적으로 증명했다. 살균제로서 대기압 플라즈마의 역할을 규명한 것이다.
최원호 KAIST 교수는 “이번 연구결과는 플라즈마 제어 기술과 플라즈마-미생물 간 물리화학적 상호작용을 이해하는데 유용한 기반이 될 것이다”라며 “의학, 농업, 식품 분야에서의 플라즈마 기술 활용이 가속화되는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
최원호 교수는 2013년 플라즈마 발생이 가능한 포장재를 특허로 등록했다. 또한 교원창업기업인 플라즈맵(plasmapp)에 기술이전을 완료하는 등 플라즈마 살균 기술 상용화에 힘쓰는 중이다.
한편 이 연구는 국가핵융합연구소의 미래선도 플라즈마-농식품 융합기술 개발 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 재료분야 국제 학술지 ‘미국화학회 어드밴스드 머티리얼즈&인터페이시스(ACS Advanced Materials & Interfaces)’ 2017년도 12월 20일자에 게재됐다.
[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
