포스텍 환경공학부 장윤석(사진)교수·김은주 박사팀은 환경정화에 광범위하게 활용되는 철 기반 이종금속 나노입자의 생태계와의 상호작용과 독성메커니즘을 최초로 규명했다.

이 연구는 환경부와 한국연구재단이 추진하는 토양·지하수 오염방지기술개발사업 및 중견연구자지원사업의 일환으로 수행됐다

영국 왕립화학회가 발행하는 세계적 국제학술지 ‘Environmental Science:Nano’지 표지논문으로 선정된 이 연구는 나노물질 유입에 따른 생체와 환경에 대한 위해성을 밝혀냈다.

구제역과 조류 바이러스 등으로 가축의 살처분과 매립이 진행되면서 토양과 지하수의 오염이 환경문제로 대두되고 있는 가운데, 오염된 이들을 정화시키고자 엔지니어링-나노입자가 대량으로 사용되고 있지만 실제로 이 물질이 위해를 끼치는지 여부에 대한 연구는 부족한 상황이다.

현재 사용되고 있는 철 기반의 나노입자는 여러 입자 가운데 상대적으로 독성이 약한 것으로 알려져 있어 활발하게 사용되고 있다.

연구팀은 대장균을 이용해 특히 환경에 높은 농도로 유입되고 있는 철 기반의 나노입자 4종류가 미생물의 생장을 어떻게 저해하는지를 비교했다. 그 결과 나노입자가 미생물 표면에 붙어 압력을 가함으로써 세포를 손상시키고, 세포가 손상된 미생물은 생장이 저해된다는 메커니즘을 밝혀냈다.

또한 촉매별로도 여러 형태의 억제 경향을 밝혀내는 한편, 촉매마다 서로 다른 물리적 특성, 즉 사이즈와 표면전하에 따라 달라진다는 사실도 추가로 확인했다.

장윤석 교수는 “각 촉매들이 미생물의 생장을 어떻게 억제하는지 밝혀낸 결과를 바탕으로 환경과 생체에 무해한 저독성 엔지니어링 나노소재를 설계하고 대량생산하는데 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.