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무기재료공학에 근접하는 바이오공학

전문가 제언: ○ 현재의 바이오 기술은 DNA나 펩타이드･단백질의 생명분자구조를 맞춤옷처럼 디자인을 가능하게 하였다. 또한 분자진화공학적 발상에서 천연에 존재할 수 없는 기능을 가진 생명분자를 만들어내고 있다. 이들 기술은 근래의 나노기술이 발전하는 과정에서도 무기재료를 대상으로 생명분자의 새롭고 기묘한 용도에 쓰이게 되었다.

○ DNA 고리를 이용한 메탈 나노와이어나 펩타이드(peptide)의 광화작용 기능을 이용한 온실 광물합성이 보고되고 있다. 지금까지의 연구를 중심으로 DNA의 자기조직화 구조를 주형으로 제작하였다. 이에 따른 무기 나노입자의 조립과 펩타이드･단백질의 분자인식 기능을 이용한 무기재료 구조의 제어수법을 개발하였다.

○ 나노기술에 대한 주목은 물질을 나노크기까지 미세화하는 것이다. 이는 입자의 나노화에 따라 부피에 대한 아주 높은 표면적 비율 때문에 벌크상태와는 다른 특유의 물성을 나타냈다. 지금은 나노집단이 나타내 보이는 전장･광응답성 등을 직접 활용하는 나노단위 조립의 연구로 옮겨가고 있다. DNA는 특히 염기배열에 따른 계획된 조립에 대한 연구가 급속히 진행되고 있는 생체고분자이다.

○ DNA가 없는 조건하에서 환원된 Pd 입자는 수소응답성을 나타내지 않았다. 반면 아스코르브산 환원으로 작성된 DNA-Pd 나노입자의 집단체는 수소를 흡수저장 함으로써 체적팽창 의존형의 전기응답성을 나타냈다. 이것은 DNA-Pd 나노입자의 집단체가 약 5nm Pd 입자의 집합체로 수소 흡수저장에 의한 체적팽창 때문인 것으로 생각된다. 차세대형 Pd 수소 감지 재료로 현재 전개를 도모하고 있다.

○ 아미노산이 산화아연과 결합한 펩다이드의 아미노산 배열과 병행함으로써 처음으로 산화아연 합성기능이 생겨났고, 실온의 환경에서도 산화아연이 합성되었다. 앞으로 펩타이드･단백질을 만들어내는 구조의 형성과 연결에 의하여 보다 다양하고 적합한 구조형성이 가능할 것으로 전망된다.

저자: MITSUO UMETSU
자료유형: 학술정보