미세먼지 속 발암물질 검출 쉽고 빨라진다

재료硏, 초고감도 분자감지소재 기술개발…"센서시장 국산화 이룰 것"

박성규 박사/사진=재료연구소

미세먼지 내 존재하는 다이옥신과 인체유해성분을 검출할 수 있는 원천기술을 국내 연구진이 개발했다.

이 기술은 극미량인 1ppb(parts per billion, 10억분율)만 있어도 측정 가능해 대기·수질 속 유해 물질 분석 등을 현장에서 신속하고 간편하게 처리할 수 있다. 환경 뿐만 아니라 DNA 분석 및 마약 탐지 등에도 적용할 수 있다.

한국기계연구원 부설 재료연구소 소자기능박막연구실 박성규·김동호 박사 등 분자감지소재 연구팀과 KAIST 생명화학공학과 공동연구팀은 빛의 산란현상을 기반으로 한 '초고감도 분자감지소재'를 개발했다고 24일 밝혔다.

이 기술의 핵심은 '귀금속 나노구조체'에 있다. 기존에는 고가의 나노공정장비를 통해 제조했지만, 연구팀에선 간단한 레이저 빔의 간섭현상을 이용한 광간섭 식각법을 활용해 짧은 시간 안에 대면적의 귀금속 나노구조체를 개발했다.

김 박사는 "현재 이 기술을 국내 중소기업에 이전해 휴대형 라만분광시스템 개발을 진행 중이며, 3년 내에 상용화될 것"이라고 말했다.

기존에는 질량분석기와 가스크로마토그래피와 같은 고가의 분석 장비와 전문가가 필요했다. 또 현장에서 바로 진단할 수 없어 실시간 측정과 대응이 어려웠다.

하지만 이번에 개발한 분자감지소재를 휴대형 라만분광장비와 일체화하면 초고감도 현장진단 모니터링센서를 개발할 수 있다.

박 박사는 "전 세계 센서시장은 연 20조원에 육박하나 우리나라는 대부분 수입에 의존하고 있다"며 "이번 기술은 환경 측정장비 및 센서 분야의 기술장벽을 극복할 수 있는 데다 국내 센서시장 국산화에도 크게 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구성과는 재료 및 나노분야 세계적 학술지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)와 영국 왕립학회에서 발간하는 저널 오브 머터리얼스 케미스트리 C(Journal of Materials Chemistry C)에 연이어 표지논문으로 선정됐다.