석사과정생과 학부생이 주 저자로 참여해 연구 수월성 증명
[스마트경제=복현명 기자] 이화여자대학교 과학교육과 학부생이 공동저자로 참여한 연구논문이 재료과학 분야 상위 5% 국제학술지인 ‘응용표면과학(Applied Surface Science)’에 게재됐다. 이 저널은 재료과학, 코팅·필름 분야 S급 학술지다.
박지훈 이화여대 과학교육과 화학교육전공 교수 연구실의 학부연구생인 한예희 학생과 석사과정 이현정 학생이 공동저자와 제1저자로 각각 참여한 이번 연구논문(Enhanced Deposition of Fe(III)-Tannic Acid Complex Nanofilm by Fe(III)-Embedded Dextran Nanocoating)은 탄수화물을 이용해 나노코팅층을 형성할 때 코팅층의 두께와 거칠기를 원하는 대로 조절할 수 있는 원천기술에 관한 것이다.
나노코팅은 머리카락 크기(100 마이크로미터)보다 1000분의 1 얇은 두께(100 나노미터)의 초박막을 표면에 균일하게 형성하는 기술을 말한다. 이러한 나노코팅층에 김서림 방지, 오염 방지, 식품 보존기간 증대 등 다양한 성능을 부여하는 기능성 나노코팅 기술은 활용가능성이 무궁무진해 미래를 선도할 핵심기술로 주목받고 있다. 실제로 기능성 나노코팅 기술은 연평균 20% 이상 성장하고 있으며 2022년에는 약 15조원의 세계시장규모에 이를 것으로 전망된다. 이러한 중요성에도 불구하고 나노코팅층 형성 메커니즘 연구는 초기 단계에 머물러 있는 실정이다.
박지훈 교수 연구팀은 나노코팅 기술 개발을 위해 탄수화물의 일종으로 철분을 함유할 수 있는 특성을 가진 ‘덱스트란(dextran)’ 물질에 주목했다.
연구팀은 덱스트란과 철분 복합체 형성과 표면 흡착성질을 면밀히 탐구했고 이를 기반으로 나노코팅층 형성 최적조건을 찾아냈다. 그 결과 나노코팅층이 철분을 전달해줄 수 있는 표면 매개체로 작용할 수 있음을 입증했으며 풍부한 표면 철분 농도와 철분-폴리페놀 나노코팅층 형성을 통해 기존 연구결과보다 3배 이상의 확연히 늘어난 두께와 표면 거칠기 변화를 관찰하며 코팅층의 두께와 표면 성질을 원하는 만큼 미세하게 제어할 수 있는 가능성을 확인했다.
이 기술은 코팅층의 성질을 제어할 뿐 아니라 탄수화물과 폴리페놀 물질을 융합할 수 있는 복합 나노코팅 기술이라는 점에서도 큰 의미가 있다.
탄수화물은 뛰어난 생체적합성을 가지고 있으며 화학적 기능화를 통해 인체 내부에서 표적 장기로 능동형 전달이 가능해 의약품 제조에 널리 쓰인다. 그러나 높은 수용성으로 인해 탄수화물을 이용한 나노코팅층 기술 개발에는 어려움이 있었다.
연구팀이 개발한 철분-탄수화물 복합체 나노코팅 기술은 다양한 탄수화물에 빠짐없이 적용될 수 있는 원천기술로서 향후 나노의약품을 비롯한 다양한 분야 기술개발에 활용될 것으로 보인다.
박지훈 이화여대 과학교육과 교수는 “신규 개발된 나노코팅 기술은 복합체 내부의 탄수화물과 폴리페놀 물질들을 융합해 시너지 효과를 기대할 수 있고 이를 통해 약물전달, 의약품 연구에 활용될 수 있어 기대를 모은다”고 말했다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
