한국과학기술원(KAIST)이 세계 최초로 꽃향기가 나오는 것을 실시간으로 가시화해 측정하는 데 성공했다. 공기 중 위험 유해물질 측정 등 산업현장의 안전성 보장과 공공장소 피해 예측 및 효과적인 대피방법 제시 등에 도움이 될 전망이다.
KAIST는 기계공학과 유체 및 계면 연구실 김형수 교수와 생명과학과 생태학 연구실 김상규 교수 연구팀이 공동 융합연구를 통해 이같은 결과를 얻었다고 10일 밝혔다.
꽃향기는 화장품, 향수, 장식용 꽃 사업 등에서 중요한 요소이자 동시에 현화 식물이 여러 화분매개곤충과 교류하는 대표적인 수단 중 하나로 꽃의 생식 및 진화에 큰 영향을 미친다. 기존 향기 측정 방법은 물질 포집 후 질량분석을 통해 양을 측정하기 때문에 꽃이 어떤 주기로 향기를 뿜어내는지 직접 알 수가 없었다.
이에 두 연구팀은 기존 꽃향기 측정 방법과 완전히 다른 레이저 간섭계 기반의 휘발성 유기물 증기(VOCs)의 상대 굴절율 측정을 통해 백합에서 나오는 꽃향기를 시공간으로 직접 측정할 수 있는 결과를 획득했다. 레이저 간섭계는 레이저 광원의 간섭 특성을 이용해 높은 정밀도로 길이를 측정하는 장비다.
꽃향기 분비 주기를 직접 관찰할 수 있는 이번 기술은 꽃향기 합성 및 분비에 관여하는 유전자를 찾고 화분매개곤충과 상호작용을 통한 꽃향기 물질 진화 연구에 활용될 것으로 보인다. 또 향기 물질 분비를 제어할 수 있다면 원예 및 농작물 생산 증진에 영향을 끼칠 것으로 예상된다.
특히 산업에서는 기존의 고정형 센서가 하지 못했던 산업현장 및 공공장소에서 보이지 않는 유독가스의 확산을 직접 가시화할 수 있어 유해 냄새 물질 측정, 가스 유출 측정 등 고위험 산업현장의 안전성 및 경제성 보장도 기대되고 있다. 여기에 위험유해물질 측정을 통해 공공장소에서 피해 예측 및 대피 방법의 효과적 제시도 가능할 것으로 보인다.
김형수 교수는 “공기 중 증기나 가스를 가시화할 수 있는 기술이 더욱 발전될 수 있다면 위험 유해물질(HNS)이 한정된 공간에 얼마나 노출됐는지 직접 알 수 있어 산업용이나 군사용으로도 확장이 가능하다?고 말했다. 김상규 교수도 “이번 기술을 활용해 향기 물질 분비에 관여하는 유전자를 찾고 그 메커니즘을 밝혀나갈 것?이라고 강조했다.
이길구 기계공학과 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 '프론티어스 인 플랜트 사이언스(Frontiers in Plant Science)' 2022년 4월호에 출판됐다. 이번 연구는 KAIST 글로벌특이점 프렙 연구를 통해서 시작됐고, 연구재단의 중견연구와 농진청의 부분 지원으로 수행됐다.
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