국립해양생물자원관(관장 최완현)은 최근 해양갈조류식물인 ‘바위두둑(Leathesia difformis)’을 이용한 자외선 차단 가능 형광 발광 탄소 나노점*(Carbon Nanodots)을 개발하고, 특허 출원 및 논문 게재를 확정했다고 밝혔다.

바위두둑은 흔히 ‘바다 컬리플라워(Sea Cauliflower)’라고 불리는 구형의 다육질 덩어리로 조간대 하부에 큰 군락을 이루고, 바위나 다른 해조에 붙어 겨울에서 봄까지 무리 지어 번식하는 특징을 갖지만, 현재까지 특별하게 알려진 활용처가 없는 생물이다.

국립해양생물자원관은 해양생물체와 나노바이오 기술을 접목해 다양한 활용 연구를 진행해 왔다. 이번에 개발한 바위두둑 기반 탄소 나노점은 간단하게 수용액상에서 합성이 가능해, 고분자체와 쉽게 융합할 수 있다는 게 장점이다.

이런 장점을 활용해 바위두둑 탄소 나노점과 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol, PVA)을 혼합해 자외선 차단이 가능한 필름을 만들었다. 이어 UVA (장파 자외선)와 UVB (중파 자외선)에 따라 광퇴색(Photobleaching)되는 로다민B라는 염료와 UVC (단파 자외선)에 의해 파란색으로 색깔이 바뀌는 폴리다이아세틸렌(polydiactylene, PDA)이라는 물질을 통해 바위두둑 탄소 나노점 필름이 UVA, UVB, UVC 모든 영역에서 자외선 차단 효과가 있음을 입증했다.

이번에 개발한 바위두둑 기반 탄소 나노점은 높은 수용성 및 고분자체와 융합 용이성을 보여줘 자외선 차단 기능성 제품 개발과 같은 산업 활용도가 높을 것으로 기대된다. 해당 결과는 2020년 특허 출원*을 마쳤으며, 올 11월 국제 학술지(Electronic Journal of Biotechnology)에 논문 게재를 확정했다.

한편 탄소 나노점은 대상체의 탄화 과정을 통해 얻어지는 형광 발광 나노 파티클로 태양 전지, 발광 다이오드, 광촉매 등 각종 전자 소자뿐만 아니라 바이오센서 그리고 바이오 이미징(조영제)과 같은 소재 연구에도 응용할 수 있는 물질이다.

또 특허 이름은 자외선 차단 기능성 바위두둑 기반 탄소양자점 및 그 제조 방법 (출원 번호: 10-2020-0051362)으로 됐다.

최완현 국립해양생물자원관장은 “이번 연구는 그간 주목받지 못했던 바위두둑이 자외선 차단용 소재 물질로 활용될 가능성을 보여준 의미 있는 연구 결과”라며, “다양한 해양생물을 대상으로 산업적 부가가치를 창출할 수 있도록 관련 연구를 적극적으로 지원해 나가겠다.”라고 말했다.

한해광  hnhhk@hanmail.net

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