"공기 중 발암물질 한 번에 찾는다" 초소형 센서 개발

경북대 이혜진 교수팀

[대구=뉴시스] 박준 기자 = 경북대학교 화학과 이혜진 교수팀은 공기 중에 떠다니는 발암물질을 한 번에 찾아낼 수 있는 초소형 센서를 개발했다고 16일 밝혔다.

개발된 초소형 센서는 손톱만 한 약 1㎝ 크기의 센서 칩으로 빠르고 간편하게 대기오염 물질을 측정할 수 있는 것이 특징이다.

이 교수팀은 전기 전도성이 뛰어난 탄소 나노튜브와 화학 반응을 돕는 촉매 역할의 세륨 산화물, 이들을 견고하게 부착시키는 폴리도파민을 활용해 새로운 나노 소재를 개발하고 이를 손톱만 한 크기의 전극 칩에 코팅해 센서를 완성했다.

이 센서는 공기 중 유해물질에 반응할 때마다 각각 다른 산화반응 신호를 만들어내기 때문에 한번만 측정해도 여러 물질을 동시에 구분해 낼 수 있다.

성능 검증 결과 이 센서는 벤조(a)피렌 0.22 ㎛(마이크로몰), 피렌 0.08 ㎛, 플루오렌 5.55 ㎛라는 낮은 농도까지 감지해냈다.

이는 낮은 농도에서도 물질을 구분할 수 있는 수준의 민감도를 확보했음을 의미한다.

또 복잡한 분석 장비 없이도 측정이 가능해 현장 활용 가능성이 있다는 점에서 실용성이 크다.

연구팀이 서울과 대전의 도심 및 도로 환경에서 채취한 공기 시료에 센서를 적용한 결과 다양한 성분이 포함된 환경에서도 안정적으로 작동하며 측정이 가능함을 확인했다.

이 교수는 "이번 기술은 현장에서 신속하게 한 번의 측정만으로 여러 유해물질을 동시에 확인할 수 있다는 점에서 의미가 크다"며 "앞으로는 누구나 일상에서 공기 질을 실시간으로 확인할 수 있는 시대가 열릴 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 기초연구실 지원사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

교신저자는 이 교수와 경북대 기초학문융합연구원 첼라두라이 카루피아(Chelladurai Karuppiah) 연구교수이며 제1저자는 화학과 파우잔 아민(Fauzan Amin) 박사과정생이다.

연구 결과는 분석화학 분야의 국제학술지인 ACS 센서스(ACS Sensors)에 4월7일 온라인으로 게재됐다.


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