포스텍, 유해 가스만 찾아내는 신기술 개발

김영기 포스텍 교수

포스텍 김영기 교수 연구팀이 서울대, 군산대 연구진과 함께 유해 가스만을 정확히 찾아내는 신기술을 개발했다. 연구는 국제 학술지 '스몰(Small)'에 게재됐다.

연구팀이 개발한 센서의 핵심은 액정이다. 액정은 고체처럼 분자가 규칙적으로 배열되면서도 액체처럼 흐르는 성질을 가진 물질로 주변 환경에 따라 빛을 반사하거나 통과시키는 방식이 달라진다. 이 특성을 활용하면 특정 가스가 존재할 때 시각적으로 변화를 감지할 수 있지만 기존 액정 센서는 여러 가스가 섞인 상황에서 특정 가스를 선별적으로 감지하기 어려웠다.

이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 액정에 '유기 이온 물질'을 더했다. 이 물질은 전하를 띠는 분자로 구성돼 있다. 연구팀은 물질 구조를 정밀하게 설계해 특정 가스에 선택적으로 반응하도록 만들었다.

센서는 새집증후군의 주요 원인인 아세트산에만 반응하고 다른 가스에는 영향을 받지 않는 것으로 확인됐다. 특히 공기 중 2ppm(백만분의 2) 수준의 극미량 아세트산도 감지할 만큼 높은 민감도를 보였다.

또 구조적으로 매우 유사한 가스도 구별할 수 있음을 증명했다. 아세트산과 프로피온산은 구조가 거의 똑같지만, 이 센서는 두 가스를 명확히 구별했다.

김영기 교수는 "이번 연구는 액정 센서의 가장 큰 한계였던 선택성을 획기적으로 개선 한 성과"라며 "공기 질 관리뿐만 아니라 반도체와 화학 공정, 환경 모니터링 시스템에서 특정 가스의 유출을 실시간으로 감지하는 데 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.


포항=김규동 기자 korea808080@