성균관대 연구진, 썩지 않는 '과불화옥탄산' 초고감도 탐지 센서 개발

자석 원리 이용…기존 미국 기준보다 수십 배 정밀 측정

환경 오염 및 인체 혈액 속 유독 물질 즉석 확인 가능해져

[서울=뉴시스] 박진성(앞줄 가운데) 교수 연구팀이 단체 사진을 촬영하고 있다. (사진=성균관대 제공) 2026.02.12. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 성균관대학교는 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 자연 상태에서 분해되지 않아 '영원한 화학물질'이라 불리는 과불화옥탄산(PFOA)을 찾아내는 초고감도 전기화학 센서를 개발했다고 12일 밝혔다.

이번 연구 성과는 전 세계적으로 강화되고 있는 환경 규제에 발맞춰, 극미량의 독성 물질까지도 현장에서 쉽고 정확하게 측정할 수 있는 길을 열었다는 점에서 주목된다.

PFOA는 우리가 흔히 사용하는 프라이팬의 코팅제·방수 의류·일회용품 포장재 등에 널리 쓰여왔다. 하지만 자연에서 거의 썩지 않고 사람의 몸속에 쌓여 간 독성이나 면역 이상을 일으키는 치명적인 단점이 있다. 이에 따라 미국 환경보호청(EPA) 등 전 세계 국가들은 식수 내 PFOA 허용 기준을 매우 엄격하게 제한하고 있다.

연구진이 개발한 센서는 0.242 pM(피코몰) 수준의 농도까지 감지해 낼 수 있다. 이는 미국 환경보호청(EPA)의 음용수 기준(약 9.6 pM)보다 수십 배나 낮은 농도까지 정량적으로 측정할 수 있는 수치다.

이처럼 정밀 측정이 가능했던 비결은 연구팀이 고안한 '자석 원리'와 '특수 고분자'의 결합에 있다. 연구팀은 PFOA와 만나면 전기 신호가 변하는 특수한 고분자에 자성을 띠는 나노입자를 결합해, 외부에서 자기장을 가하면 분석 대상 물질이 자석처럼 전극 근처로 달라붙도록 만들었다.

아울러 해당 기술은 실제 수돗물과 사람의 혈청(피)을 대상으로 성능 검증을 마쳤다. 특히 일상생활에서 자주 쓰이는 종이 빨대와 프라이팬에서 흘러나온 물질을 분석한 결과, 수억원에 달하는 고가의 전문 분석 장비와 비교해도 오차가 5% 이내일 정도로 정확도가 높았다.

[서울=뉴시스] 개발된 센서 개략도. (사진=성균관대 제공) 2026.02.12. [email protected] *재판매 및 DB 금지

박 교수는 "이번 연구는 분자 단위의 정밀한 기술과 물리적인 자석 원리를 결합해 센서의 한계를 뛰어넘은 사례"라며 "기술을 더 발전시켜 휴대용 환경 모니터링 장치를 개발하고, 다양한 유해 물질을 동시에 분석할 수 있도록 할 계획"이라고 전했다.

한편 과기정통부와 한국연구재단의 중견연구·세종과학펠로우십 등 사업 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 화학공학 분야의 국제 학술지 '화학 공학 저널(Chemical Engineering Journal)'에 게재됐다.


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