한미 공동연구진이 가뭄이 들면 논바닥이 쩍쩍 갈라지는 현상을 착안해 새로운 기술을 개발했다.

이 기술은 물을 품고 있는 DNA 박막 위에 유기 용매를 뿌려 DNA 균열을 원하는 대로 만들어 낼 수 있는 것으로, 이를 통해 친환경 온열소재나 적외선 발광체와 같은 기능성 바이오 소재를 제작해 스마트 헬스케어 분야에 활용할 수 있는 가능성을 열렸다.

KAIST는 이번 연구 결과를 29일 발표했다. 연구팀은 화학과 윤동기 교수, 기계공학과 유승화 교수, 미국 코넬대 화학공학과의 박순모 박사로 구성됐다.

연구팀은 기존의 DNA 합성 방법으로는 어려움이 있던 DNA의 정밀한 구조재료를 제작하기 위해, 연어에서 추출한 DNA 물질을 화장용 붓을 사용햎 저렴한 비용으로 정렬시켰다. 

3D 프린터를 이용해 DNA 분자들을 원하는 방향으로 정렬시키면서 얇은 막을 만들었다.

이후 연구팀은 유기 용매를 사용해 DNA의 균열을 형성하는 실험을 진행했다. 이 과정에서 DNA 사슬 방향을 원하는 방향으로 조절할 수 있는 결과를 얻었다.

이러한 연구결과를 통해 생체 친화적인 DNA로 만든 미세 균열에 다양한 기능성 소재를 채워넣는 공정이 가능해졌다. 

이를 통해 온열 소재나 적외선 발광체와 같은 기능성 소재를 적용해 스마트 헬스케어 분야에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

윤동기 교수는 이번 연구를 통해 "DNA 기반의 미세 구조 패턴 제조가 가능해져 환경친화적인 소재의 개발에 기여할 수 있다"고 언급했다. 

유승화 교수는 "다양한 이방성 소재에서의 균열 제어와 패터닝 기술 발전에 기여할 수 있는 토대를 마련했다"고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부-한국연구재단의 멀티스케일 카이랄 구조체 연구센터, 중견연구 과제의 지원을 받아 수행됐다. 

KAIST 화학과 이소은 석사과정 학생이 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials)'에 게재됐다. /대전=이한영기자