수산기 생성량을 높이는 방법이 제시됐다. 수산기는 살균뿐 아니라, 수질 정화, 폐수 처리, 세척 등 환경 분야는 물론 멸균, 소독, 암세포 제거 등 의료 기술에서 매우 높은 잠재력을 가지고 있다.

카이스트(KAIST) 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 대기압 플라즈마에서 수산기(OH radical)가 생성되는 원리를 규명하는 데 성공했다. 수산기는 대량으로 생성하기 어렵고 생존 기간이 짧아 플라즈마 기술을 적극적으로 활용하는 데 한계가 있다.

연구팀은 문제 해결을 위해 플라즈마 내에서 기존에 알려진 수산기의 생성 방식 외에 산화질소의 광분해에 의한 생성원리를 규명했다. 더불어 광분해를 촉진해 수산기의 생성량을 높이면서 동시에 제어하는 방법을 개발했다.

플라즈마란 강한 전기적 힘으로 인해 기체 분자가 이온과 전자로 나누어지는 상태를 말한다. 특히 대기압 플라즈마는 대기 중에 여러 형태로 플라즈마 효과, 2차 생성물을 방출하는 장점이 있다. 살균, 정화, 탈취 등 에너지와 환경 분야부터 생의학 분야까지 다양한 연구와 산업 분야에 활용되고 있다.

다양한 분야에서 시도되는 플라즈마는 물과 밀접한 관련이 있다. 물을 플라즈마로 처리한 방전수를 만들어 농업용수와 살균수로 사용한다. 생의학 분야에서도 70%가 수분으로 구성된 인체에 활용하기 위해 플라즈마와 물의 반응에 대해 끊임없이 연구가 진행된다.

그중 수산기는 대표적 활성 산소종으로 물과 플라즈마의 반응에서 가장 중요한 역할을 하는 물질이다. 수산기는 산화력이 매우 커 여러 목적으로 활용이 시도되고 있다. 박테리아 살균의 경우 기존의 살균법인 과산화수소나 오존을 사용할 때보다 수십에서 수백 배 효율이 높은 것으로 2018년 연구팀이 규명한 바 있다.

연구결과는 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 7월 8일 자 온라인판(논문명: Origin of Hydroxyl Radicals in a Weakly Ionized Plasma-Facing Liquid)에 실렸다.

최원호 교수는 “이번 연구를 통해 플라즈마 기술에 대한 과학적 이해를 넓히면서 효율적 플라즈마 기술의 제어 방법을 제시했다”며 “농업, 식품, 바이오 의학 등 다양한 분야에 플라즈마 기술이 적극적으로 접목될 수 있는 기반을 마련할 것”이라고 말했다.