물에 녹은 상태의 방사성 물질 우라늄을 특정 세균이 결정으로 만든다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다.

이는 우라늄에 따른 토양·수질 오염을 막을 수 있을 뿐 아니라, 순도 높은 우라늄을 다시 얻을 수 있는 기술이어서 주목된다.

교육과학기술부는 광주과학기술원(GIST) 허호길 교수 연구팀이 슈와넬라(Shewanella)균이 물에 녹은 ‘우라늄 6가 이온’을 자신의 껍질에 결정 형태로 붙여 나노미터(㎚;10억분의 1ｍ) 수준의 매우 가는 실(나노와이어)을 생성하는 현상을 확인했다고 18일 밝혔다.

슈와넬라균은 흙·물 등에 존재하는 일반적인 박테리아로, 주위에 산소가 부족한 경우 우라늄·철 등의 이온을 이용해 전자를 교환하며 호흡하는 특성을 지니고 있다.

연구팀이 실험실에서 산도 등 일정 조건을 맞춰주자 슈와넬라균의 호흡에 이용된 ‘우라늄 6가 이온’이 물에 녹지 않는 ‘우라늄 4가 이온’으로 바뀌어 슈와넬라균 껍질에 남고, 이 ‘우라늄 4가 이온’이 일종의 ‘씨앗’ 역할을 해 ‘우라늄 6가 이온’으로 이뤄진 나노와이어가 만들어졌다.

’우라늄 4가 이온’을 중심으로 나머지 주위의 ‘우라늄 6가 이온’들이 결정 형태로 길게 실 모양으로 달라붙은 것이다.

방사성 물질인 우라늄은 자연 상태에서 쉽게 산소 등과 만나 우라늄 이온으로 바뀌는데, 우라늄 6가 이온의 경우 물에 녹는 수용성인 반면 4가 이온은 물에 녹지 않는다. 우라늄 6가 이온은 ‘안정’ 상태 우라늄의 맨 바깥쪽 궤도 전자 수보다 6개가, 4가 이온은 4개가 부족한 상태를 말한다.

슈와넬라균을 통해 물에 녹은 우라늄 6가 이온을 물에 녹지 않는 실 모양의 결정 형태로 얻을 수 있다는 것은, 두 가지 측면에서 활용 가능성을 제시한다.

우선 우라늄 6가 이온으로 오염된 흙이나 물에 이 균을 넣고 침전 등의 거쳐 우라늄 6가 이온 결정만 분리하면 방사능 오염을 막을 수 있다. 높은 순도의 우라늄을 다시 얻거나 생산하는 데 같은 원리가 이용될 수도 있다.

인터넷서울신문 event@seoul.co.kr