"항바이러스 효과 2배"…KIST, 컬러 나노코팅 기술 개발

1g/㎡ 코팅으로 바이러스 사멸 효과와 함께 다양한 색 구현 가능

KIST 연구진이 상용제품보다 2배 이상 뛰어난 항바이러스·항균 효과를 갖는 필름코팅 기술을 개발했다고 발표했다. 사진은 상용 은나노 필름 대비 항박테리아 효과 비교 [사진=KIST]

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 상용제품보다 2배 이상 뛰어난 항바이러스·항균 효과를 갖는 필름코팅 기술을 개발했다고 밝혔다.

13일 한국과학기술연구원(KIST)은 물질구조제어연구센터 조소혜 박사와 연구동물자원센터 이승은 박사 공동연구팀이 항바이러스 표면의 활성을 극대화할 뿐 아니라 다양한 색까지 구현할 수 있는 나노코팅 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 "시중에서 사용되는 항바이러스 필름은 그 효과가 매우 미미한 것으로 평가된다"며 "이 기술은 간단한 공정으로 효율적으로 제작할 수 있으며 코팅 두께 조절로 다양한 색을 구현할 수도 있어 많은 기업들이 실용화에 관심을 가질 것으로 예상한다"고 소개했다.

연구진에 따르면 일반적인 항바이러스 필름은 항바이러스 기능성 금속 입자를 고분자와 함께 섞어 제작하므로 제작 과정에서 금속 입자의 극히 일부분만 표면에 드러난다. 대부분의 입자가 고분자 박막 안에 존재하고 있어 바이러스와의 접촉이 매우 낮다. 이 때문에 실제 필름 표면의 접촉에 의한 항바이러스 효과는 크지 않다. 따라서 항바이러스 표면의 활성을 극대화할 수 있는 나노코팅 기술 개발이 필요하다.

연구팀은 졸겔법을 이용해 실리카 코팅층을 다양한 표면에 형성한 후 은(Ag)을 포함한 수용액을 이용해 은 나노입자를 실리카층 표면에 코팅하는 방법으로 효과적인 항바이러스·항균 효과를 보이는 표면을 개발했다. 은 나노입자는 바이러스 표면의 단백질과 결합해 바이러스의 구조와 기능을 파괴함으로써 감염 능력을 제한하고 세포에 침투하는 것을 어렵게 만드는 역할을 한다.

기존의 항바이러스 필름은 항바이러스 기능성 금속 입자가 박막 내부에 침투되어 있어 바이러스와의 접촉이 어려웠는데, KIST 연구팀이 개발한 기술은 은 나노입자가 박막의 표면에 위치해 적은 양으로도 높은 활성을 보인다는 설명이다.

연구팀은 코로나바이러스의 유사체로 개발된 렌티 바이러스를 이용해 바이러스의 사멸 속도를 실험한 결과 상용 필름 대비 2배 이상의 빠른 바이러스 사멸 효과를 보였다고 밝혔다. E. coli 박테리아(대장균)에 대한 항균 실험에서는 24시간 내 박테리아를 완전히 박멸하는 결과를 얻기도 했다. 개발된 항바이러스 코팅 기술은 그 코팅층의 두께를 달리해 빛의 간섭을 제어함으로써 다양한 색을 제공할 수 있다는 부가적인 장점도 있다.

또한, 고가 장비를 이용하는 진공 코팅 기술보다 저렴하고 제작 시간효율이 높은 졸겔 방법을 도입함으로써 간단하고 효율적인 제작이 가능해질 것으로 기대된다.

항바이러스 코팅의 두께에 따른 광학현상으로 다양한 색 발현 결과 [사진=KIST]

조소혜 박사는 “이번 금속 나노입자 코팅 기술은 1g/㎡ 미만의 적은 코팅으로도 상용제품보다 높은 항바이러스 및 항균 효과를 보여 산업화 가능성이 매우 높다"면서 "의료소재, 가전, 건자재 등 다양한 산업 분야에서 항바이러스·항균 효과를 구현해 미생물 관리와 감염예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 기대했다.

관련 논문은 국제 학술지 'ACS Applied Materials and Interfaces'에 11월 9일 온라인 게재됐다.(논문명 : In Situ Metal Deposition on Perhydropolysilazane-Derived Silica for Structural Color Surfaces with Antiviral Activity. doi.org/10.1021/acsami.3c12622)

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)