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마약 간편 검출 '나노 센서' 개발…모세관 활용

송고시간2019-03-13 12:00

서강대·유펜 연구진 성과…식품 잔류 살충제도 가능

모세관 현상을 활용해 고감도 금속 나노 센서를 제작했다. 모세관이 빨아들인 물이 모세관 안에서 중력에 의해 자유자재로 이동하는 현상에서 착안해 다양한 제품 표면에 금속 나노 센서를 도입할 수 있었다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]

모세관 현상을 활용해 고감도 금속 나노 센서를 제작했다. 모세관이 빨아들인 물이 모세관 안에서 중력에 의해 자유자재로 이동하는 현상에서 착안해 다양한 제품 표면에 금속 나노 센서를 도입할 수 있었다. [한국연구재단 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한미 연구진이 마약 검사나 위조지폐 식별을 간편하게 할 수 있는 센서를 개발했다.

한국연구재단은 서강대 강태욱 교수와 미국 펜실베이니아대(유펜) 허동은 교수 연구팀이 다양한 제품 표면에 자유자재로 나노 센서를 도입할 수 있는 기술을 구현했다고 13일 밝혔다.

광학 금속 나노 센서는 유해물질을 감지하는 기존 분자검출 기술보다 속도와 감도 측면에서 훨씬 뛰어나다.

다만, 시료 표면의 매끄러운 정도와 화학적 성질에 따라 복잡한 공정이 필요하다.

제작 비용도 비싸 실험실 문턱을 넘지 못한 채 실용화하기 어려웠다.

연구팀은 한계를 극복하기 위해 기존 제작설비·공정에 의존하지 않기로 했다.

대신 금속 나노입자가 중력 영향으로 모세관 안에서 이동하는 현상을 연구에 도입해 보기로 했다.

모세관이 빨아들인 물이 모세관 안에서 자유자재로 이동하는 모습에서 착안했다.

초간편 금속 나노 센서를 활용한 고감도 물질 검출 사례 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

초간편 금속 나노 센서를 활용한 고감도 물질 검출 사례 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

연구 결과는 성공적이었다.

연구팀은 값싼 유리 모세관을 이용해 ㎚ 규모의 아주 작은 금속 입자를 제품 표면에 자유롭게 붙이는 기술을 만들었다.

이 광학적 금속 나노 센서의 검출 속도는 수 초 이내로 매우 빠르다.

검출 민감도 역시 기존보다 1천배 이상 좋아졌다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 해당 기술을 이용해 의류·모발의 미량 마약 성분 검출, 쌀·감귤 등 식품 표면의 잔류 살충제 확인, 폭발물 탐지, 위조지폐 식별에 성공했다.

강태욱 교수는 "고도의 실험실 조건에서 제한적으로 제작하던 고감도 금속 나노 센서를 더 쉽게 만들 수 있게 된 것"이라며 "식품 안전성 평가 같은 현장에서 빠르게 유해물질을 검사할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·교육부·한국연구재단 C1가스리파이너리사업과 기초연구사업 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 국제학술지 '나노 레터스'(Nano Letters) 2월 27일 자에 실렸다.

walden@yna.co.kr

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