나노 소재 이용 인공 광합성 기술 개발

KAIST 박찬범 교수팀

한국과학기술원(KAIST) 박찬범(41·신소재공학과·사진) 교수팀이 나노 소재를 이용해 인공적으로 광합성을 일으키는 원천기술 개발에 성공했다.

박 교수팀은 식물이 태양 에너지를 이용해 생존에 필요한 각종 화학물질을 합성하는 자연 광합성을 모방해 자연계의 광반응과 유사한 인공 광합성 시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.

박 교수팀은 태양전지 등에 사용되는 나노미터 크기의 광감응 소재를 이용해 빛 에너지를 전기 에너지로 전환한 뒤 이를 이용해 광합성에 필수적인 보조인자를 재생시키고, 여기에 산화환원효소 반응을 유도하는 방법으로 탄수화물 등의 화학물질을 합성해냈다.

빛 에너지로 시작해 정밀 화학물질 생산으로 이어지는 이 기술은 고부가가치의 각종 정밀 의약품을 태양 에너지를 이용해 생산하는 친환경 녹색생물 공정 개발의 전기가 될 것으로 기대되고 있다.

각종 정밀 화학물질 합성에 있어 산화환원효소들은 뛰어난 응용 가능성을 가진 것으로 알려져왔으나, 이를 효율적 사용할 보조인자 재생에 대한 연구가 지난 20여년간 답보상태에 머물러 생물공학 분야의 난제 가운데 하나로 꼽혀왔다.

박 교수는 “지구온난화의 원인인 이산화탄소 배출을 억제하는 동시에 무제한으로 존재하는 태양 에너지를 이용할 수 있다는 장점 때문에 파급효과가 매우 클 것”이라며 “더불어 각종 정밀 화학물질 합성에 뛰어난 응용 가능성을 가진 산화환원효소들을 산업적으로 활용할 수 있는 토대가 마련됐다”고 말했다.

관련 논문은 독일에서 발간되는 나노분야 국제 저명 학술지인 ‘스몰(Small)’ 23일자 인터넷판에 게재됐으며 특허출원도 완료됐다.

대전=임정재 기자 [e-mail]