전남대학교는 정헌호 화공생명공학과 교수팀이 다양한 산업현장에서 사용되는 인체에 유해한 휘발성 유기용매를 저비용으로 빠르고 간편하게 식별할 수 있는 새로운 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.
벤젠, 포름알데히드, 클로로포름 등 휘발성 유기용매는 끓는점이 낮아 쉽게 증발하며, 광화학 스모그를 유발하거나 발암성 물질로 작용하는 등 인체에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 산업 종사자는 물론 일반인도 손쉽게 이들 용매를 감지할 수 있는 기술의 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다.
전남대와 아주대로 구성된 연구팀은 광경화성 불소수지고분자를 활용해 양면-포토리소그래피 방식으로 삼차원 채널 구조를 갖춘 내화학성 종이칩을 개발하는 데 성공했다. 종이칩에 정교한 유체 제어 기능과 비색 감지 기능을 접목해 휘발성 유기용매(VOCs)를 검출할 수 있는 광유체소자를 구현했다.
연구팀은 특히 고분자 기반 흐름제어 관문(MDF gate)과 광결정 필름을 종이칩에 적용해, 인간의 후각 시스템을 모방한 유기용매 감지 기술을 구현했다. 인간의 후각은 다양한 냄새 분자를 수많은 후각 수용체의 신호 패턴으로 구별하는 원리를 갖고 있는데, 연구팀은 이를 응용해 종이칩에서 흐름제어 관문과 광결정 필름이 후각 수용체 역할을 수행하도록 설계했다. 이를 통해 비색 신호를 디지털화해 다수의 유기용매를 식별했다.
정헌호 교수는 “이번에 개발한 종이 기반 광유체소자는 전문가가 아니더라도 현장에서 간편하게 유기용매를 식별할 수 있는 기술”이라며 “향후 다양한 센서 개발을 통해 수백, 수만 가지의 유기용매를 감지할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
