부산대 박선호 교수팀, 나노 농약 보조제 개발

젤라틴 나노입자로 식물 성장을 돕고 농약 효율을 높이는 나노입자가 개발됐다.

부산대학교(총장 최재원)는 바이오산업기계공학과 박선호 교수팀이 전남대 연구팀과의 공동연구를 통해 식물 성장을 촉진하고 농약 기능을 향상할 수 있는 새로운 천연단백질 기반 플랫폼을 개발했다.

이번에 개발된 농약 보조제는 젤라틴 기반 나노입자로, 단독 사용 시 식물 성장을 도울 수 있으며 농약을 서방형(徐放型, 서서히 방출)으로 방출할 수 있다.
이를 통해 농작물 수확량과 품질 향상은 물론, 농약 사용량을 줄여 환경 보호와 비용 절감 등 다양한 작물에 적용해 지속 가능한 농업 환경 조성에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

이 같은 연구 성과를 담은 부산대·전남대 공동논문이 나노기술 분야 최상위 저명 학술지인 ‘스몰(Small)’ 10월 17일 자 표지를 장식했다.

젤라틴은 주로 돼지·소의 피부나 연골 등에서 추출되는 콜라겐을 가공해 만들며, 젤리·푸딩·화장품 등 식품, 의료, 건강제품을 제작하는 데 사용될 수 있다.
생체적합성이 높고 약물을 담지하고 방출할 수 있는 성질이 있어, 연구팀은 이를 첨단 나노 농약 보조제로 활용했다.

이번에 개발된 젤라틴 나노입자는 약 150nm 크기로 표면에 양전하를 띠고 약물을 약 보름가량 담지(擔持)하며 서서히 방출할 수 있었다.

입자의 작은 구조와 양전하를 통해 통상 약한 음전하를 띠는 식물의 잎 표면에 잘 부착됐는데, 잎 표면이 소수성(물과 친화력이 적은 성질)이거나 친수성인 특성에 가리지 않고 잘 붙었다.

이 젤라틴 나노입자와 농약이 혼합된 첨단 나노 농약제는 기존 농약 대비 약 15%의 우수한 살충 효과와 약 20%의 제초 효과를 보였다.

연구실 수준을 넘어 실제 농업 필드에서도 제초 효과가 탁월하게 향상됐다.
방제기로 분사할 경우 더 멀리 분사돼 넓은 영역에 고르게 분포할 수 있고 공기 중에 오래 머물러 농작물의 잎과 줄기 등 다양한 부위에 닿아 방제 효과를 높일 수 있었다.

박선호 부산대 교수는 “이번 연구 결과는 기존 농업현장의 다양한 문제점을 나노바이오기술 접목을 통해 극복할 수 있는 가능성을 보였다.
젤라틴 나노입자는 지속 가능한 농업, 특히 농약제의 기능을 향상하는 동시에 비료로 식물 성장을 유도하는 데 큰 잠재력이 있다”며 “앞으로도 관련 분야에서 현장 적용이 가능한 실용적인 기술로 발전할 수 있는 다양한 연구를 위해 노력할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 부산대 바이오산업기계공학과 박선호 교수가 제1저자로, 전남대 융합바이오시스템기계공학과 김장호·손형일·이경환 교수 연구팀과 공동으로 수행됐다.
BK21 4단계 IT-Bio융합시스템농업교육연구단, 농식품과학기술융합형연구인력양성사업, 그린바이오 혁신융합대학사업, 중견연구지원사업, 지역혁신선도연구센터, 광주전남지역혁신플랫폼사업의 지원을 받았다.