국내 연구진이 바이러스를 이용해 새집증후군을 유발하는 포름알데히드 등 유해한 휘발성 유기물에만 반응하는 초고감도 센서를 개발했다. 저렴한 가격에 대량생산이 가능해 사물인터넷(IoT) 기반의 센서 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 이병권) 김상경·황교선·이현정 박사팀은 바이러스와 단백질 조각을 이용해 유기계 발암성 환경유해물질을 모니터할 수 있는 초소형 센서를 개발했다고 23일 밝혔다.
생활 환경이나 산업현장에서 발견되는 휘발성 유기물(VOC)은 호흡을 통해 흡수되고 피부나 점막에 오랜 시간 노출되면 알러지와 천식을 유발한다. 심하면 암과 같은 심각한 만성질환을 일으킨다.
최근 나노기술을 이용한 초고감도 센서들이 개발됐지만 VOC와 비슷한 기체에 대해 같은 신호를 내기 때문에 유해한 특정기체가 포함 여부를 구분할 수 없었다.
연구팀은 유전자를 조절해 가늘고 긴 모양의 바이러스인 박테리오파지를 다양하게 만든 다음, 그 중 벤젠 유도체 기판에 결합하는 박테리아파지만 찾아내 벤젠만 잘 잡는 단백질 조각(펩티드)을 찾아냈다. 이렇게 찾아낸 펩티드들은 주변에서 흔히 볼 수 있는 알콜이나 유해성이 높지 않은 아세톤 등의 화학물질에는 반응하지 않기 때문에 대표적인 발암성 화학물질인 벤젠을 정확히 찾아낼 수 있다.
이 센서는 기존 센서들이 차이를 구별할 수 없었던 벤젠과 톨루엔 같은 유사 화학약품들도 분명하게 구분할 수 있어 센싱 능력이 더욱 향상됐다. 또 값싸게 대량으로 제조할 수 있고 다양한 온도, 습도 환경에서 매우 안정해 초소형 소자에 적용하기 쉽다.
연구팀은 “이번에 개발한 방식은 표적기체가 정해지면 그에 대한 선택적 펩티드를 찾아내는 방식이기 때문에 향후 원하는 VOC에 최적화된 센서를 빠르게 구현할 수 있다”며 “가격경쟁력과 안정성을 갖춰 광범위한 가스센서 제품에 적용될 것으로 기대된다”고 밝혔다.
연구결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 17일자 온라인판에 게재됐다.
권건호기자 wingh1@etnews.com
