액체방울 자유 조종? 생물학, 의약 분야 '청신호'
By 박연수
2018-01-12 14:34:28 931

과학기술정보통신부와 기초과학연구원(IBS)는 첨단연성물질 연구단 바르토슈 그쥐보프스키(Bartosz Grzybowski) 그룹 리더 연구팀이 나노입자로 계면활성제를 만드는데 성공했다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 'Systems of mechanised and reactive droplets powered by multiresponsive surfactants'이란 제목의 논문으로 지난 11일 <NATURE>에 게재됐습니다.


계면활성제는 비누, 세제, 샴푸 등 생활용품에 널리 사용되는 화학물질을 말합니다. 한 분자 안에 물에 잘 붙는 부분과 기름에 잘 붙는 부분이 함께 존재하죠. 한 쪽은 물을 끌어당기고 다른 쪽은 기름을 끌어당기는 특성이 있습니다. 이런 성질로 인해 기름과 물이 섞여 있을 때, 계면활성제를 사용하면 물만 분리해 낼 수 있다고 해요.


나노계면활성제의 모습. 출처:기초과학연구원


계면활성제의 분리 기능을 활용하면 특정 물질 전달이 가능하기 때문에 차세대 의학재료로 주목받고 있다고 합니다. 특히 액체방울을 조절하는 기술은 제약, 화학 연구 전반에 사용되어 질병 진단, 신약 개발 등에서 활용이 가능합니다.


IBS 연구팀은 다양한 자극으로 액체방울을 조절할 수 있는 나노입자 계면활성제를 세계 최초로 발명했습니다. 나노입자의 경우 표면 성질에 따라 박테리아를 죽이거나 효소를 운반하는 등 다양한 기능을 갖기 때문에, IBS 연구진은 나노 계면활성제를 사용해 기존의 분자 계면활성제 보다 다양하고 복합적인 기능을 구현했다고 합니다.


레이저 주위로 모이는 나노 계면활성제에 싸인 액체방울. 출처: 기초과학연구원


나노입자 계면활성제는 전기장, 빛, 자기장에 모두 반응하도록 설계됐고 자기장과 빛으로 액체방울의 위치와 움직임,  회전속도를 조절할 수 있다고 합니다. 전기장으로는 액체방울들을 결합할 수 있다고 해요.


결합된 나노 계면활성제 액체방울 내부의 화학 반응. 출처: 기초과학연구원


연구진은 액체방울을 움직이거나 결합하는 등 자유롭게 조종할 수 있는 도구를 개발한 만큼 살아있는 세포를 액체방울에 가둬 배양하거나 세포 내 효소 반응을 액체방울로 재현하는 등 특수한 환경이 필요한 제약, 생물학, 의약 분야에서 폭넓게 응용될 것으로 예상하고 있습니다.


박연수 에디터(flowers1774@scientist.town)

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