Electrospinning/Electrospray

살아있는 천 (living fabrics): 박테리아를 이용한 폐수

작성자
nanonc
작성일
2015-10-06 07:10
조회
2283
살아있는 천 (living fabrics): 박테리아를 이용한 폐수


내 용


미국 연구팀이 물속의 오염 물질들을 처리할 수 있도록 박테리아를 채워 넣은 직물을 개발했다. 이 ‘살아있는 직물 (living fabrics)’은 폐수에서 수은이나 우라늄과 같은 중금속을 제거하는데 매우 유용할 것으로 보이며, 이 기술은 세탁이 필요 없는 자가세척 가능한 옷을 만드는 데에도 기여할 것으로 예상된다.

연구를 진행한 스토니브룩 대학교 (Stony Brook University in New York)의 Miriam Rafailovich는 박테리아를 변형시켜 거의 모든 것을 소화하도록 만드는 것이 가능하기 때문에 수질정화에 응용하면 매우 효과적일 수 있지만 (박테리아를 포함하는) 겔에 물을 통과시키려면 너무 느려서 다른 방법을 찾는 것이 필요했다고 설명했다. 물이 빠르게 통과할 수 있도록 하기 위해 연구팀은 박테리아를 포함하는 고분자 섬유를 이용해 천 (fabric)을 만들었다. 종래에는 이것이 쉽지 않았는데, 섬유를 만들고 천을 제조하는 과정이 박테리아가 죽지 않도록 안전한 조건에서 이루어져야 했기 때문이다.

연구팀은 전기방사 (electrospinning)법을 이용해 박테리아가 들어있는 물에서 마이크로 미터 크기의 폴리에틸렌 옥사이드 (polyethylene oxide) 섬유를 뽑아냈다. 전기방사는 전기장을 이용해서 점성액체 방울에 전하를 가해 매우 얇게 잡아당기는 공정이다. Rafailovich는 이 공정에서 박테리아가 작은 전기충격을 받기는 했지만, 97퍼센트가 살아남아서 섬유에 포함되었으며, 이 박테리아들은 몇 개월간 생존했다고 밝혔다. 결정적으로 연구팀은 이 섬유들이 물에 노출되었을 때 다시 녹지 않도록 무독성 방법을 사용해 섬유들을 붙이는 방법을 개발했다. 글리세롤 (glycerol)에서 과황산 암모늄 (ammonium perfulfate)와 아스코르브산 (ascorbic acid), 황산철 (ferrous sulfate)의 혼합물을 이용해 박테리아를 죽이지 않고 섬유들이 가교결합 되도록 하는 방법을 찾은 것이다.

Rafailovich는 이들이 개발한 천은 물을 매우 빠르게 통과시키면서도 박테리아가 섬유 안에 고정되어있기 때문에 소실되지 않는다고 설명하면서 이 소재를 이용한 방사성 폐수의 처리가 가능할 것으로 보고 있다고 덧붙였다.
세포를 이용해 천을 만드는 것을 처음으로 보여준 영국 런던대학교 (University College London)의 Suwan Jayasinghe는 이 연구가 매우 큰 가능성을 가지고 있다며 이 기술을 이용해 땀과 냄새를 스스로 제거하는 옷을 만드는 등 수많은 응용이 가능할 것이라고 밝혔다. Jayasinghe는 또한 이 소재가 줄기 세포 배양이나 다른 세포들이 성장을 위해 필요한 것들을 공급하는 데에도 사용될 수 있지만, 아직은 많은 연구가 필요하다고 덧붙이면서 다음 단계는 더욱 많은 기능성을 부가하기 위해 근육 세포와 같은 다른 것들을 합치는 것이라고 설명했다.
글래스고 대학교 (University of Glasgow)의 Bill Sloan은 이 기술이 미생물 연료전지를 만드는 데도 사용될 수 있을 것으로 내다 보았다. 생물학자들이 폐기물로부터 바이오연료를 생산하는 미생물들을 개발했지만, 실제로는 바이오 반응기 안에서 많은 다른 종류의 미생물들이 유전자 조작 미생물들을 공격할 수 있다는 문제점이 있다고 설명하면서 유전자 조작 미생물들을 소재 안에 가둬놓으면 외부로부터의 공격에 대해서도 안전해질 것이라고 설명했다.
전체 0

Comments are closed.