지난 11일, 화장품에 대한 ‘동물실험 금지’ 법안이 발의된 가운데, 동물·임상실험을 대체할 수 있는 원천기술이 같은 날 발표됐다.
우리대학 김동성(기계) 교수·박상민(박사과정) 씨 팀은 생체 내 구조를 모사한 3차원 곡면 위의 나노 섬유 박막을 칩 위에 만드는 원천기술을 개발했다. 이는 재료과학분야 권위지인 <Advanced Materials>를 통해 발표됐다.
동물·임상실험의 윤리적인 문제를 해결하기 위해 인체 내 기관을 모사한 바이오칩이 대안으로 떠오르고 있지만, 인체는 기계보다 훨씬 더 복잡한 구조로 이루어져 있어 이에 대한 연구는 아직 미진했다. 또한, 생체기관은 3차원 구조이기 때문에 생체와 비슷한 효과의 바이오칩 개발을 위해선 3차원 곡면 위에 나노 섬유막을 만들 수 있어야 했다.
연구팀은 정전기를 이용해 고분자를 순간적으로 섬유 형태로 방사하는 제작방식을 응용했다. 전해질 용액을 접지전극으로 이용해 전해질 용액에 나노섬유가 쌓이도록 하여 전해질 용액이 가지는 특성으로 평면뿐 아니라, 복잡한 형태를 가진 3차원 구조의 막도 쉽게 구현할 수 있었다.
이 기술은 공정이 간단하고 생체 고분자를 이용해 나노 섬유 투과막을 만들 수 있어 동물실험이나 임상실험을 대체할 바이오칩에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 공정조건만 변화시키면 맞춤형 투과막도 만들 수 있다는 장점을 가지고 있어 나노입자 필터나 센서, 촉매와 배터리 등 폭넓게 응용될 것으로도 기대된다.
김동성 교수는 “이번 연구는 나노 섬유 투과막을 3차원 곡면 위에 복잡한 공정 없이 간단하게 구현하는 한편, 그 형태도 3차원으로 끌어올린 것”이라며 “학계로부터 ‘의생명 및 산업용 장치 개발에 새로운 지평을 열 것’이라는 평가를 받고 있다”라고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업과 첨단융합기술개발사업의 지원으로 수행됐다.