그래핀 기반 항균 소재가 세균만 선택적으로 제거하는 원리가 규명됐다. 인체에는 안전하면서 항균 효과를 내는 작용 메커니즘이 확인됐다.

KAIST는 신소재공학과 김상욱 교수와 생명과학과 정현정 교수 연구팀이 산화그래핀의 선택적 항균 작용 원리를 규명했다고 밝혔다.

산화그래핀은 탄소 기반 나노 소재로, 기존에도 항균 효과가 알려져 있었지만 작용 원리는 명확히 밝혀지지 않았다.

연구팀은 산화그래핀이 세균 세포막에만 선택적으로 결합해 파괴하는 특성을 확인했다. 세균 세포막에 주로 존재하는 특정 성분과 결합하는 구조적 특성 때문이다.

이 과정에서 인체 세포에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 선택적 결합 구조로 인해 세균만 표적으로 작용하는 방식이다.

해당 원리를 적용한 나노섬유는 항생제 내성균을 포함한 다양한 세균의 성장을 억제했다. 동물실험에서는 염증 유발 없이 상처 회복 효과도 확인됐다.

또 세탁 이후에도 항균 기능이 유지돼 의류와 의료용 소재 등 다양한 분야에 적용 가능성이 제시됐다.

이 기술은 이미 생활 제품에 적용된 바 있다. 그래핀 항균 칫솔이 1000만개 이상 판매되며 상용화 가능성이 확인됐다.

연구팀은 스포츠 의류와 웨어러블 기기, 의료용 소재 등으로 적용 범위를 확대할 수 있을 것으로 보고 있다.

김상욱 교수는 “세균만 선택적으로 제거하는 원리를 과학적으로 규명한 연구”라며 “안전한 항균 소재로 다양한 산업 분야에 적용할 수 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘Advanced Functional Materials’에 게재됐다.