공기 중 미세한 산성 증기를 감지할 수 있는 스마트 화학센서를 전북대학교 공대 나노융합공학과 정광운 교수 연구팀에서 박사과정을 밟고 있는 대학원생이 개발해 화제다.
18일 전북대학교에 따르면 박사과정 장준화 대학원생은 산성 증기 감지 스마트 화학센서를 개발해 그 연구결과를 세계적인 학술지 'Small'에 발표했다. 그의 논문은 최신호 표지논문으로 게재됐다.
그동안 전 세계적으로 화학 기반 산업이 발달하면서 공기 중에 오염물질인 산성 증기를 감지할 수 있는 화학센서의 중요성은 날로 높아지고 있지만 기존에 개발된 센서는 측정이 복잡하고 비용이 많이 드는데다 휴대하기 어렵다는 단점이 있었다.
실시간 모니터링이 가능하면서도 간단한 구조를 가진 화학센서 기술에 대한 필요성이 대두되면서 연구진은 산(酸) 분자와 직접적인 반응을 통해 형광 변화가 일어나는 유기 단량체를 새롭게 합성해냈다. 합성된 단량체는 자기조립-광중합-에칭 공정을 통해 넓은 표면적을 가지면서 고차원의 구조를 가지는 필름 형태의 플랫폼으로 개발됐다.
제작된 필름은 가교 결합되어 구조가 유지되기 때문에 간단한 염기 처리를 통해 원상태로 회복할 수 있어 재사용도 가능하다. 특히 분자의 배향 방향을 제어함으로써 개발한 필름 내부에 형성된 나노채널의 방향을 조절할 수 있어 산성 증기에 대한 민감도를 조절할 수 있었다. 이를 활용해 LED칩과 방독면 등 다양한 센싱 플랫폼에 적용할 수 있으며, 간편하고 즉각적인 검출이 가능한 스마트 화학센서로도 사용할 수 있다.
제1저자인 장준화 대학원생은 “공기 중 오염물질인 산성 증기를 감지하고 반응할 수 있는 형광 소재는 센서 분야에서 활용도 및 수요가 매우 높게 전망되는 소재”라며 “논문에서 보여준 것처럼 공기 중 산성 증기를 민감하게 감지할 수 있는 형광센서는 실시간으로 시각적인 확인이 가능하기 때문에 실제 위험한 현장에서 즉각적으로 대처할 수 있는 시스템을 개발하는 데 활용이 기대된다”고 말했다.
한편 이 연구는 한국연구재단의 기초연구실지원사업 및 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
