최인성 교수
[대전=일요신문] 육심무 기자 = 식물 기반의 폴리페놀 물질을 이용한 친환경 나노코팅 기법을 이용해 과일의 부패 기간을 늦출 수 있는 기술이 KAIST 화학과 최인성 교수 연구팀에 의해 개발했다.
코팅 시료의 종류에 관계없이 사용할 수 있는 이 범용 스프레이 나노코팅기술 연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8월 1일자 온라인 판에 게재됐다.
나노코팅기술은 나노미터(10-9 m) 수준의 얇은 필름을 표면에 형성하는 것으로 코팅되는 표면의 성질을 제어하는 기술이다. 코팅되는 필름에 따라 표면에 투과성, 친수성, 항균성 등 다양한 성질들을 부여할 수 있으며, 이를 이용하여 선박의 부식 및 오염방지, 유리 표면의 흐림 방지, 의학기기의 오염 방지를 실현하는 등 다양한 분야에서 나노코팅기술이 적용되고 있다.
폴리페놀 물질은 다량의 수산기(-OH)를 가지는 식물의 광합성 대사산물 중 하나로서 뛰어난 항산화 작용을 수행하는 식물유래 천연물질이다. 폴리페놀 물질은 식품 첨가물에 사용되는 등 인체에 무해하며 잠재적 항암효과와 높은 항균성을 가져 식품 첨가물 등에 사용되고 있다.
폴리페놀은 철 이온과 화학적으로 강하게 결합해 복합체를 형성하는 특성이 있는데 연구팀은 폴리페놀-철이온 복합체의 형성반응과 분사 기술을 접목해 나노코팅기술을 개발했다.
이 스프레이 코팅 기술은 코팅물질을 코팅용액에 담가 코팅하는 침지법에 비해 코팅 시간이 짧고(5초 이내) 원하는 영역에만 선택적 코팅이 가능하다.
또한 침지법에서 발생하는 시료의 변형과 코팅용액의 상호 오염을 막을 수 있다.
침지법은 코팅하기 위해 물질을 완전하게 용액의 담겨야하는 만큼 코팅되는 면적에 비해 아주 많은 부피의 코팅액이 필요하며 물질이 코팅용액에 잠겨있는 동안 물질의 변형이 일어날 수 있다.
또 첫 번째 코팅 이후 코팅효율이 떨어져 용액의 재사용이 불가능하기 때문에 다량의 폐수가 발생한다.
일반귤과 나노코팅된 귤의 차이
연구팀은 개발된 기술을 과일 표면에 적용해 가식성(edible) 항균 코팅으로의 응용이 가능함을 입증했다.
코팅된 귤과 딸기를 각각 28일, 58시간 이후에 상태를 측정했고 코팅되지 않은 과일에 비해 상당수가 모양과 품질을 유지했다.
반면 코딩되지 않은 귤과 딸기는 박테리아 및 곰팡이 균의 번식으로 부패 및 변형이 발생했다.
연구팀은 과일 뿐 아니라 금속표면, 플라스틱, 유리, 섬유시료에도 손쉽게 코팅할 수 있음을 확인했다.
특히 안경알, 신발 밑창 등 생활용품 표면에도 코팅이 가능해 각각 흐림방지, 무좀균 생장을 억제하는 항균 기능도 가능함을 증명했다.
개발된 나노코팅기술은 국내 특허로 등록됐고 현재 과일 신선도 유지 코팅법의 상용화를 진행 중이다.
최 교수는 “나노코팅기술은 큰 잠재력과 응용성을 가진 첨단기술이다”며 “개발된 나노코팅기술은 다양한 목적으로 쉽게 적용가능하고 기존 코팅 기술 및 나노물질과 결합돼 더 큰 시너지를 일으킬 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업의 일환으로 수행됐다.
smyouk@ilyodsc.com
