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| 누에고치에서 추출한 실크 단백질에 광중합 반응을 거쳐 3차원 광자결정 소자를 구현했다. 제작된 소자는 습윤한 환경에서 수화젤화되어 늘어남, 구부림, 눌림과 같은 다양한 외력에 변형되면서도 안정적으로 작동한다.© News1 |
한국연구재단은 김성환 아주대 교수 연구팀이 누에고치에서 추출한 천연 실크 단백질을 활용해 생체조직과 유사한 물성을 가진 안구에 안정적으로 삽입할 수 있는 나노광학소자를 개발했다고 21일 밝혔다.
최근 전세계적으로 인체 조직에 부착하거나 삽입 가능한 광학 소자 및 전자 소자 연구가 각광을 받고 있다. 특히 누에고치 단백질은 생체친화적이고 물리적?화학적 물성이 우수하기 때문에 주목 받고 있지만 이를 활용해 인체조직에서 작동하는 소자를 구현하는 것은 난제로 남아있었다.
연구팀은 스틸벤 염료를 누에고치를 구성하는 실크 단백질 수용액에 혼합한 뒤 자외선 광중합 반응을 통해 유연한 실크 단백질 기반의 3차원 광자결정을 만들었다.
이 광자결정 구조는 생체 조직과 이질감 없이 결합할 수 있다는 것이 특징이다. 습윤한 환경에서 물에 녹지 않으면서 수분을 머금고 있어 구부려도 원래 모양대로 되돌아오는 탄성과 유연하면서 물에 녹지 않는 특성을 갖추고 있기 때문이다.
이 광학소재는 시력 향상용 안구 삽입체로도 사용할 수 있다. 연구팀은 실크 광자결정 유연 소자가 야행성 동물의 망막 뒤 반사체와 같이 안구 외부로 빠져 나가는 빛을 내부로 재 반사시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 이는 망막을 투과했던 빛이 다시 시각 세포로 돌아와 시력 향상에 기여할 수 있게 됨을 의미한다고 연구팀은 설명했다.
김성환 교수는 “이번 연구는 생체 조직과 결합할 수 있는 나노광학 소자를 최초로 개발한 것”이라며 “시력 향상용 안구 삽입체 등 다양한 헬스케어 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.
이번 연구 성과는 과학기술분야 국제학술지 ‘미국국립과학원 회보’(PNAS) 6월 13일자 논문으로 게재됐다.
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