신경세포 모사해 효율·안정성 높인 이온 수송기술 개발
신경세포의 이온채널 구조를 모사해 효율성과 안정성을 높인 이온 수송기술이 개발됐다. 

 

 한국산업기술평가관리원(KEIT)은 알키미스트 프로젝트 사업 지원을 받아 연세대 심우영 교수 연구팀이 수행한 신경세포 모사 이온 수송기술 개발 연구 결과가 권위 있는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다고 6일 밝혔다. 

 

 연구팀이 수행한 연구는 신경세포의 전기적 신호 생성 원리를 모사하는 에너지 발전소자에 관한 것이다. 

 

 연구팀은 신경세포의 생물학적 이온채널이 전기적 신호를 생성할 때 세포 내부로 나트륨 이온(Na+)을 선택적이고 빠르게 수송하는 것에 초점을 맞췄다. 

 

 이를 통해 구조적 안정성이 높은 생물학적 이온채널 구조를 모사한 '이차원 물질 기반 신경세포 모사 이온교환막'을 개발했다. 

 

 이온교환막은 해수와 담수 사이의 염분 농도 차를 에너지원으로 사용하는 역전기투석 전기 생산 기술 시스템의 필수 부품이다. 

 

 이온교환막의 선택적 이온 수송 능력(양이온의 이동을 촉진하고 음이온의 이동은 억제)을 향상하는 것이 역전기투석의 상용화를 위한 핵심 목표 중 하나다. 

 

 현재 개발된 많은 이온교환막은 대체로 이온 수송 능력이 낮거나 교환막의 구조가 변형돼 성능을 장시간 유지하지 못한다는 문제점이 있었는데, 연구팀이 이러한 문제점을 개선한 것이다. 

 

 이번 연구의 이온교환막은 최대 95% 이상의 나트륨 이온 선택성을 보이며 150시간 이상 작동해도 성능이 유지되는 것으로 나타났다. 

 

 심우영 교수는 "이번 연구는 신경세포의 이온 수송 방식을 효율적인 방법으로 구현하고 신경세포의 기작을 소재에 적용해 에너지 발전 개념을 정립했다는 점에서 큰 의의가 있다"며 "향후 대용량 에너지 생산 시스템 개발을 위한 연구에 매진할 계획"이라고 말했다. 

 

이온 수송기술을 발전시킨 연구 내용을 학술지에 누가 실었어
심우영 교수 연구팀