세종대학교(총장 배덕효) 기계공학과 정재희 교수팀이 ‘실내조명 빛을 이용하는 투명 항균 표면’을 개발해 재료과학 분야 세계적 학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces‘(영향력 지수 10.383)에 발표했다.

이번 연구는 세종대 기계공학과 정재희 교수, 신재학 석사과정생, 한국생산기술연구원 최동윤, 이동욱 박사, 전남대학교 허기준 교수와 University College London Ivan P. Parkin 교수의 국제 공동연구를 통해 진행됐다.

우리가 사용하고 있는 다양한 표면에는 바이러스와 세균 같은 다양한 미생물들이 존재하고 있다. 특히 휴대폰을 포함한 다양한 터치스크린들은 피부와 직접적으로 맞닿는 빈도가 매우 높아 최근 코로나19 바이러스를 포함해 병원 내 2차 감염의 주요 원인으로 지목받고 있다. 이를 예방하기 위해 다양한 항균 필름들이 출시되었으나, 미생물이 항균 처리된 필름 표면에 직접 접촉해야만 효과가 발휘되고, 시간이 흐를수록 표면이 오염되어 효과가 저하되는 한계를 가지고 있었다. 또한, 항균 필름은 주로 무른 소재를 사용하고 있기 때문에, 사람들의 손길이 닿으면서 항균 성능이 다하기 전에 찢어지며 벗겨져 버리는 문제도 있었다. 

연구팀은 광 반응 양이온성 염료들이 실리카-알루미나 지지체와 수소 결합을 하는 것을 이용해 광 반응 염료들을 실리카-알루미나 지지체 안에 균일하게 분산시켜 투명하면서도 가시광을 활용해 활성산소를 만드는 항균 표면을 제안했다. 발생된 활성산소에 의해 표피 포도상구균은 효과적으로 살균됨을 확인했고, 표면이 지문 등에 의해 오염되더라도 활성산소에 의한 항균 성능이 유지됨을 입증했다. 또한 개발된 투명 광반응 항균 코팅막은 세포 독성 평가를 통해 인체 안정성을 입증했고, 우수한 기계적 유연성과 수분 내구성을 가져 플렉시블 필름 등 추후 다양한 실제 환경에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.

정재희 교수는 “비록 실용화를 위해서는 실제 생활환경의 더 낮은 조도의 빛으로도 활성산소가 발생할 수 있게끔 광 반응성을 향상할 필요가 있지만, 이번 연구 결과는 금속산화물 광촉매 소재에 비해 매우 저렴한 가시광 반응 염료를 활용해 투명하면서도 플렉시블한 항균 표면을 만든 것으로 항균 표면 연구에 새로운 방향과 시각을 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구 및 기본연구사업, 한국기계연구원 및 한국생산기술연구원의 주요/기관 고유사업의 지원을 받아 수행됐다.

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