인하대 공대 전태준, 김선민 교수,생체 모사 인공세포막 융합기술로 차세대 물 정수 시스템 개발

인하대(총장‧조명우)는 공과대학 전태준 생명공학과 교수와 김선민 기계공학과 교수로 이뤄진 융합연구팀이 생명체에서 정수기능을 하고 있는 단백질인 아쿠아포린과 인공 세포막을 융합하여, 생체 모사 정수 시스템을 구현하는데 성공했다고 23일 밝혔다.

융합연구팀이 개발한 생체 모사 정수 시스템은 기존 기술의 90% 필터성능을 97%이상으로 끌어올렸으며, 동시에 정수량도 단위 시간당 7리터 이상으로 상용화된 정수 성능을 상회하는 결과를 보고했다.

이 기술에 사용된 생체소재인 아쿠아포린은 인간을 포함한 생명체에서 탁월한 정수기능을 가지고 있는 단백질로, 아쿠아포린의 작동 원리를 밝힌 피터 에이거(Peter Agre)박사가 2003년에 노벨상을 수상하기도 했다.

생체 모사 인공세포막 융합기술로 차세대 물 정수 시스템 개발에 성공한 인하대 융합연구팀. [사진=인하대]

아쿠아포린 생체막은 일반 상용막에 비해 월등한 정수 성능을 보일 것으로 기대돼 차세대 정수 소재로 각광받아왔다. 하지만 현재까지 수많은 기업과 연구소의 투자와 연구에도 나노미터(10억분의 1미터) 수준의 생체모사 시스템 구현의 기술적 한계로 괄목한 만한 연구 성과를 이루지 못했다.

유일하게 상용화되어 실험실 수준의 아쿠아포린 정수막을 판매하는 덴마크 아쿠아포린社 제품의 정수 성능도 기대치를 훨씬 하회하는 수준이다.

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융합연구팀이 발표한 기술은 표면처리 공정을 효과적으로 개선, 아쿠아포린 인공생체막의 정수 기능을 극대화했다.

논문에 소개된 기술은 향후 초순수가 필요한 의료 현장이나 물 부족 국가 에 핵심 원천 기술을 제공할 수 있어 물 문제 해결에 한 걸음 다가갔다고 할 수 있다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 2012년 선정한 미래유망융합기술파이오니어 사업단, 중견연구자 지원 사업, 인하대학교 WCSL 사업단 등의 지원을 받아 진행됐다.

기계공학과에서 박사과정을 밟고 있는 파키스탄 유학생 아메드 학생과 생명공학과 박사과정 중인 류현일 학생, 경희대 이준희 학생, 김영록 교수, 한국기계연구원 유영은 박사, 서강대 김대중 교수와의 공동 연구로 진행됐다.

이번 연구 성과는 지난 13일 물 자원 분야 최상위 저널인 디샐러네이션(Desalination) 온라인 판에 공개됐다. 2019년 2월호에 게재 될 예정이다.