식탁 위 다양한 요리에 들어가는 홍합. 이 홍합은 맛있기도 하지만 요리 이외에도 다양한 용도로 쓰인다. 과학자들이 바위 위에 달라붙을 수 있는 홍합의 접착력을 이용한 다양한 기술을 개발하고, 기름유출로 오염된 바다를 정화하는 것까지 광범위한 문제를 해결하는데 연구하고 있다.
중국과 미국의 과학자들은 지난 10일 '매터'지에 실린 논문에서 "홍합은 선박의 선체를 훼손하는 것으로 알려진 유명한 해조류지만, 이와 같은 접착제 특성은 광범위한 공학적 응용을 하고 있다"고 밝혔다. 그들은 홍합 실의 화학 작용이 기름 유출의 정화에서부터 오염된 물 치료에 이르기까지 광범위한 문제를 해결하는 공학 기술 혁신을 고무시키고 있다고 제안한다.
홍합은 얇고 단단한 실 같은 족사(足絲)를 이용해 바위에 몸을 붙여 강한 조류와 파도를 견뎌낸다. 이 실들은 홍합을 어디든 달라붙을 수 있게 디히드로록시페닐알라닌(DOPA)이라는 아미노산의 강한 접착력을 가지고 있다.
과학자들은 DOPA가 이러한 상호작용을 통해 모든 고체 물질에 달라붙을 수 있고 DOPA와 유사한 구조의 분자인 도파민도 같은 성질을 가지고 있다는 것을 발견했다. 또한 도파민이 다양한 물질에 고른 코팅을 형성할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 중국 선야트센대 화학공학기술대학원 하오청 양 연구원은 "홍합은 해수면에 대량 서식하기 때문에 해양 산업에서 골칫거리로 널리 간주되고 있다"고 말했다.
중국의 한 연구팀이 모든 혈핵형의 사람들에게 사용할 수 있는 적혈구를 개발했는데 홍합으로 만든 코팅제를 사용해 인체 거부반응이 일어나는 것을 막아준다.
또 다른 연구는 기름과 물을 분리하는 우수한 물질을 개발하는 데 성공해 기름 유출 후 해양 환경에 대한 환경 피해를 완화하는 데 도움이 될 수 있다. 이전에 개발된 물질들와 달리 연구원은 홍합 중심의 혁신이 대규모 생산에 적합할 수 있다고 생각한다. 홍합은 정수 기술의 발전에도 영감을 주었다. 중금속, 유기 오염 물질 및 폐수로부터 병원체를 제거할 수 있는 혁신적인 물질은 중합 도파민으로부터 개발되고 있으며, 이 도파민은 이러한 오염물질이나 그러한 포획 특성을 가진 다른 물질에 쉽게 결합된다.
그러나 홍합의 결합 특성이 최근의 다양한 연구에 영향을 줬지만 현실에 적용되기 위해서는 극복해야 할 문제들이 남아있다. 과학자들은 폴리도파민과 같은 홍합에서 영향을 받은 화학물질의 구조적 확률적 관계를 이해하고 홍합의 접착 특성에 영향을 미치는 아미노산 사이의 복잡한 상호작용을 파악하기 위해 노력하고 있다.
양 교수는 "간단하고 효과적이지만 아직 몇가지 극복해야할 문제들이 있다"고 말했다. "도파민의 중합반응을 일으키기 위해서는 보통 알칼리성 조건이 필요하기 때문에 알칼리성 조건에서 불안정한 물질에는 적용할 수 없다. 게다가 PDA에 얇은 막을 입히는데 시간이 많이 걸린다."
과학자들은 폴리페놀과 같은 폴리도파민의 저렴하고 안정적이며 안전한 대체물질을 찾아 이 문제를 극복하기를 바라고 있다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지