바이러스 수직배열로 바이오 발전소자 효율 6배 높였다

부산대 연구진 "차세대 생체이식형·웨어러블 소자 활용 기대"

국내 연구진이 압력을 가하면 전기를 생산하는바이러스인 박테리오파지를 수직으로 쌓는 방법으로 기존 바이러스 발전소자보다 전기 생산 효율을 6배 높이는 데 성공했다.

부산대 나노에너지공학과 오진우·황윤회 교수 연구팀은 25일 바이러스의 자기조립 특성과 유전자 조작을 이용해 발전 효율이 기존 박테리오파지 발전소자보다 6배 높은 발전소자를 만들었다고 밝혔다.

바이러스 등 바이오 물질은 생체 친화적이고 대량 생산이 쉬워 차세대 생체이식형 소자나 신체착용(웨어러블) 소자에 활용할 수 있는 핵심 물질로 주목받고 있다.

특히 표면 단백질의 양 끝이 각각 양(+)과 음(-)의 극성을 띠고 있어 압력을받으면 전기를 생산하는 M13 박테리오파지를 이용해 압전 발전소자를 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나 M13박테리오파지는 수직 방향으로 물리적 자극을 가했을 때 전기적으로더 크게 반응하고 여러 개를 수직으로 배열하면 전력 생산을 크게 증가시킬 수 있지만 가늘고 긴 형태 때문에 수직 정렬 방법은 아직 개발되지 못했다.

연구진은 M13박테리오파지를 완충액에 푼 뒤 산화알루미늄 기판에 뚫린 구멍에밀어 넣어 박테리오파지가 구멍 내벽의 맨 아래쪽부터 위쪽으로 연속적으로 붙게 하는 방식으로 긴 M13박테리오파지 기둥을 만들었다.

M13박테리오파지 기둥을 실리콘 기판에 부착해 만든 압전나노발전체는 박테리오파지를 수평 배열한 발전체보다 발전 효율이 약 3배 높은 것으로 확인됐다.

연구진은 또 M13 박테리오파지의 유전자를 조작해 발전 기능을 높인 뒤 발전기를 만들어 발전 효율을 다시 2배 높이는 데 성공했다.

오진우 교수는 "이 연구는 생체이식과 웨어러블이 가능한 차세대 소자에서 바이오 물질을 활용할 수 있는 가능성을 보여준 것"이라며 "이 기술을 안전하고 경제적인 기능성 소자에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>