나노기술 및 정책 정보

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2020년도 이래 코로나 19(COVID-19) 사태가 전 세계로 퍼지고 있는 상황에서 중국은 이미 효과적인 통제를 이룬 상황이지만 북미와 동남아 지역에서는 코로나 사태가 심각히 만연되고 있으며 통제-재발 상황이 발생하고 있는데 이런 상황은 전체 인류의 건강, 사회질서, 경제발전에 심각한 영향을 끼치고 있는 상황임.

지난 7월 30일까지 "세계보건기구(WHO)"가 발표한 실시간 통계 데이터에 따르면, 세계 누적 코로나 감염 확진 인원은 1,655만 명에 달하고, 사망 인원수는 65만 명에 달하는 동시에 현재 사망 인원수는 지속적인 증가세를 나타내고 있음. 병원체(病原體)에 대한 통제로 인해 발생하는 유행병 전파 과정에서 제1시간에 효율적인 검출과 효과적인 격리를 실현할 수 있는가의 여부는 코로나 확산을 차단하는 관건이 되고 있기 때문에 병원체(세균, 바이러스 등)에 대한 유력한 검출 기술 개발은 중요한 의미를 가지고 있음.

나노과학 및 나노기술의 빠른 발전에 따라 나노소재 보조 바이오센서를 이용하여 검출성능을 향상시키는 기술은 큰 관심을 받고 있는 상황이며, 나노 그래핀은 우수한 광, 전기 물리화학 특성을 보이고 있기 때문에 지난 10년 간 그래핀에 기반한 광학, 전기화학 바이오센서는 신속한 발전이 이루어지고 있음.

그래핀 바이오센서는 검출 대상 범위가 넓고, 기능에 대한 조정이 가능하고, 신호 전환이 편리하고, 민감 정도가 높은 등의 강점이 있으며, 병원체 검출 관련 연구도 이미 진행되었으며, 그래핀 바이오센서 원리와 관련 기술은 기타 유형 바이오센서 개발 분야에서도 중요하게 참고할 수 있도록 함.

최근 중국 샹탄(湘潭)대학교 환경 및 자원대학 펑보(馮波) 교수 연구팀은 창사(長沙) 이공(理工)대학교 화학 및 식품공정대학 칭즈허(卿志和) 교수 연구팀과 공동연구를 실행하고, 연구팀이 생물화학센서 분야에서 취득한 기존의 연구개발 성과에 기반하여 병원체 검출을 실행할 수 있는 그래핀 바이오센서 개발에 성공함.

연구팀은 이번 연구를 실행하는 과정에서 병원체(세균과 바이러스) 검출에 사용할 수 있는 그래핀 바이오센서를 개발한 동시에 관련 기술 개발을 실행하였는데 나노 그래핀 소재를 개발하고, 나노 그래핀 소재 특성과 바이오 기능화 수정을 실행하고, 그래핀 바이오센서 작업 메커니즘을 해석하고, 검출 성능 메커니즘을 해석하였음.

연구팀은 이번 연구를 통해 그래핀 바이오센서의 미래 발전 방향을 제시하였으며, 병원체에 대한 효율적인 검출 기술 발전을 위한 중요한 기반을 구축하였음.

본 연구 성과는 ‘Biosensors and Bioelectronics’ ("Graphene biosensors for bacterial and viral pathogens") 지에 게재됨.