스웨덴 연구진, 장미 줄기에 고분자물질 투입해 전기회로 형성 성공
장미 줄기로 전기회로 만들었다
전기회로를 연결해 식물의 성장을 촉진하고, 식물이 광합성으로 만든 에너지를 다시 전기로 환원하는 일이 실제로 이뤄질 전망이다.
마그누스 베르그렌 스웨덴 린셰핑(Linköping)대 교수팀은 살아있는 장미의 관다발을 이용해 전기회로를 구성하는 데 성공했다고 과학학술지 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’ 20일 자에 발표했다.
식물 줄기 안에는 물이 이동하는 물관이 있고 영양분이 이동하는 체관이 있다. 식물 내부에 전기가 통할 수 있는 전해질이 흐르고 있는 셈이지만 매우 느리게 흐르고 있어 충분한 전류를 만들지 못한다. 베르그렌 교수팀은 이런 식물의 화학적인 특성을 전자공학과 결합하는 연구를 계속해 왔다.
연구팀은 식물체 내에 전기가 더 잘 흐르도록 여러 전도성 고분자물질을 장미 줄기에 투입해 전기 도선을 만드는 시도를 하는 과정에서 ‘PEDOT-S’라는 고분자물질을 합성했다. 연구팀은 이 물질을 장미 관다발 내부의 투입해 물과 양분의 이동에 문제가 없도록 전기 도선 형태로 조립했다.
연구팀은 이 전기 도선을 관다발 내부의 전해액과 연결해 이온 신호를 전기 신호로 변환하는 트랜지스터를 만들었다. 그리고 이를 통해 디지털 회로를 만드는 데 가장 기본적인 요소인 논리게이트 기능을 구현하는 데 성공했다. 논리게이트는 ‘AND’ ‘OR’ ‘NOT’과 같은 논리 값을 표현할 수 있는 회로다. 살아있는 식물로 복잡한 회로를 구현하기 위한 첫 걸음을 내딛은 셈이다.
연구팀은 또 식물 내부에 디스플레이 장치의 기본적인 기능을 구현하는 데도 성공했다. 또 다른 고분자 물질인 변형 ‘PEDOT’를 잎에 흡수시킨 결과 PEDOT가 잎맥 내에서 전기화학적 픽셀 역할을 하면서 픽셀에 전압을 가하자 잎맥의 색깔이 변했다.
연구팀은 이번 연구가 식물의 성장을 조절하거나 식물을 지속가능한 에너지 생산 수단으로 활용하는 기초 기술을 개발한 것이라고 밝혔다.
베르그렌 교수는 “식물이 광합성을 통해 만들어내는 에너지를 사용해 새로운 물질을 만들어 낼 수 있게 될 것”이라고 말했다.
염재윤 기자 dsjy@donga.com
출처 : 동아사이언스 http://www.dongascience.com/news/view/8767