포스텍 연구팀이 철 이온 결합에 따라 표면 접착력을 스스로 조절할 수 있는 메커니즘을 최초로 규명했다.POSTECH(총장 김도연) 화학공학과 차형준 교수 연구팀은 바다의 홍합이 표면에 붙을 때, 도파-철 이온 결합과 수소 이온 농도(pH)에 따라 더 강하게 달라붙을 수 있다는 사실을 밝혀냈다.홍합은 자체적으로 분비하는 여러 종류의 접착단백질 덕분에 바다 속 바위 표면에 붙어 완강하게 버틸 수 있다.이러한 성질을 이용, 인체에 사용할 수 있는 생체접착제를 더 안전하고 효과적으로 사용토록 하는 개발 연구가 활발하게 진행되고 있다.홍합의 접착에는 도파(Dopa)라는 아미노산의 역할이 중요하며, 이 중에서도 도파와 철 이온이 결합할 때 구조와 특성을 원래대로 유지하려는 자가 복원 특성을 가지고 있어 접착단백질이 더 잘 작용토록 하는 것으로 알려져 있다.하지만 실제 홍합 접착이 일어나는 면과 면 사이에서는 어떠한 역할이 이뤄지는지 밝혀지지 않고 있었다.차 교수 연구팀은 이를 해결하기 위해 철 이온과 홍합의 접착에 큰 역할을 하는 도파를 접목 시킬 때 더 단단하게 뭉친다는 성질을 활용, 도파-철 이온 결합과 pH 정도에 따라 접착단백질들끼리 서로 뭉치려는 응집력과 표면에 붙으려는 접착력에 미치는 영향을 연구했다.그 결과, pH가 높아지면 도파-철 이온 결합으로 접착력이 향상되어 더 강하게 달라붙는 것을 확인했다.즉, 실제 알려진 것처럼 홍합은 접착단백질을 분비해 표면에 붙는 동안에는 낮은 pH 환경을 만들어 표면접착력을 좋게 유지하고, 이후에는 바닷물의 높은 pH에 맞춰 스스로 도파-철 이온결합을 통해 응집력을 좋게 함으로써 더 강하게 붙는다는 것이다.연구를 주도한 차형준 교수는 “이번 연구는 그동안 알려지지 않았던 접착 면에서의 도파-철 이온 결합 역할을 규명함으로써 홍합 접착 메커니즘을 이해하는 데 중요한 단서를 제공했다”며 “특히 pH에 반응하여 접착력을 조절할 수 있는 새로운 생체접착소재로서의 활용 가능성도 기대된다”고 전했다.한편 이번 연구는 해양수산부가 추진하는 해양수산생명공학사업의 ‘해양 섬유복합소재 및 바이오플라스틱소재 기술개발’의 지원을 받아 수행됐으며, 화학분야의 권위지인 ‘케미스트리 오브 머터리얼즈(Chemistry of Materials)’를 통해 발표됐다. [경상매일신문=김놀기자]