고려대, 유해가스 감지하는 고성능 센서기술 개발

왼쪽부터 논문 교신저자이자 제1저자인 정성용 연구교수, 공동 제1저자인 문영국 박사과정 대학원생(사진=고려대)

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 미량의 유해가스까지 감지가 가능한 고성능 센서기술을 개발했다.

고려대는 정성용 첨단소재부품개발연구소 연구교수팀이 이런 연구성과를 얻었다고 26일 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 연구개발 지원을 받아 수행했으며, 연구결과는 저명 국제학술지(Nature Communications) 1월 25일자로 게재됐다.

실내 유해가스는 새집증후군 등을 유발할 수 있어 이를 감지할 고성능 센서가 필요한 상황이다. 특히 벤젠·톨루엔 등 방향족 탄화수소는 노출 시 백혈병·안질환·편두통 등 다양한 질병을 유발할 수 있다.

연구팀 관계자는 “벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소는 실내에 매우 미량의 농도인 ppm (1백만분의 1) 수준으로 존재하기에 아주 적은 양의 방향족 탄화수소를 잡아 낼 수 있는 고감도 센서가 필요하다”고 했다.

연구팀은 산화물 반도체형 가스센서 감응막에 나노 미터 두께의 산화세륨(CeO2) 촉매층을 코팅해 이중층 구조로 만들었다. 이를 통해 저반응성의 탄화수소는 감응막 안쪽으로 투과되는 반면 고반응성의 방해가스는 이산화탄소(CO2)·수증기(H2O)로 산화된다는 사실을 확인했다. 이를 활용하면 방향족 탄화수소만 검출하는 센서 개발이 가능한 것.

정성용 연구교수는 “이번 연구는 새집증후군 원인 물질인 방향족 탄화수소를 고감도로 감지하는 동시에 방해가스에 대한 영향을 최소화 하는 새로운 센서 기술을 제안했다는 데 의미가 있다”며 “개발된 센서 설계 기술은 향후 공기질 모니터링, 모바일 헬스케어, 식품의 신선도 관리 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것”이라고 기대했다.