KAIST 페트병 속 박테리아 제거하는 바이오필름 기술 개발

플라즈마 통해 발생하는 수산기로 유해물질 제거

KAIST 물리학과 최원호교수, 박주영, 박상후 박사

대기압 플라즈마를 이용한 바이오필름 저감 실험 개략도

페트평과 음식물에 존재하는 대장균과 박테리아를 손쉽게 제거할 수 있는 기술이 개발됐다.

일명 ‘바이오필름’이다.

KAIST(총장 신성철) 물리학과 최원호 교수와 서울대 조철훈 교수는 공동연구팀의 성과다.

이는 플라즈마를 물에 처리해 활성화 시켜 발생하는 화학반응을 이용해 바이오필름을 제거하는 방식으로, 기존 기술보다 안전하고 손쉬워 다양한 용도로 사용 가능할 것으로 기대된다.

대기압 플라즈마는 대기 중에서 여러 형태로 플라즈마 및 2차 생성물을 방출할 수 있는 장점이 있다. 번개도 플라즈마의 일종인데 번개를 통해 공기 중 질소가 질소화합물이 돼 땅 속에 스며들어 토양을 비옥하게 만드는 것이 대표적인 사례다.

연구팀은 플라즈마를 물에 처리시켜 수용액으로 만들어 대장균, 살모넬라, 리스테리아 등 유해한 미생물이 겹겹이 쌓여 막을 이룬 형태를 뜻하는 바이오필름을 제거하는 방법을 개발했다.

플라즈마를 처리할 때 발생하는 활성종은 수산기(하이드록시키, -OH), 오존, 과산화수소, 아질산이온, 활성산소 등이다. 연구팀은 그 중 수산기가 다른 활성종에 비해 100배에서 1만 배 낮은 농도임에도 불구하고 산화력이 높아 바이오필름 제거에 큰 역할을 하는 것을 확인했다.

연구팀은 그 외에 발생 된 오존, 과산화수소, 아질산 이온 등에 대해서도 바이오필름을 제거할 수 있는 기능이 있음을 정량적으로 증명했고 이를 통해 살균제로서 대기압 플라즈마의 역할을 규명했다.

향후 후속 연구를 통해 플라즈마로 수산기를 최대한 많이 제작할 수 있는 기술을 개발해 상용화까지 이어나갈 예정이다.

최원호 교수는 2013년 플라즈마 발생이 가능한 포장재를 특허로 등록했고, 교원창업기업인 플라즈맵에 기술이전을 완료했다. 최 교수는 “이번 연구결과는 제어 기술과 플라즈마-미생물 간 물리화학적 상호작용을 이해하는 유용한 기반이 될 것”이라며 “의학, 농업, 식품 분야에서의 플라즈마 기술의 활용이 가속화되는 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
이해미 기자