국립부경대, 환경 독성물질 시안화물 감지하는 색변화 센서 개발

[글로벌대학팀 김선영 기자] 국립부경대학교는 화학과 박사과정생 이성만 씨의 색 변화 기반 현장 감지 센서 개발 연구가 국제학술지 Sensors and Actuators B: Chemical에 게재됐다고 8일 밝혔다. 해당 저널은 계기 및 계측 분야에서 JCR 기준 상위 0.7%에 해당하는 학술지다.

이번 연구는 이성만 박사과정생을 주저자로, 이송이 화학과 교수와 신중호 의공학전공 교수가 참여한 융합연구 성과로, 고독성 환경오염물질인 시안화물(CN⁻)을 빠르고 정확하게 감지할 수 있는 고감도 컬러리메트릭 센서 시스템을 개발한 것이다. 연구팀은 시안화물을 선택적으로 인식하는 리셉터를 폴리디아세틸렌(polydiacetylene, PDA) 고분자 시스템에 통합한 새로운 PDA-BMN 센서를 설계했다. 이 센서는 시안화물 존재 시 분자의 π-공액 구조가 변형되면서 색상이 푸른색에서 주황색으로 뚜렷하게 변화해, 육안으로 즉시 확인할 수 있도록 했다.

해당 센서는 0.55 마이크로몰(μM)의 낮은 검출한계를 구현해, 세계보건기구(WHO)가 정한 음용수 내 시안화물 허용 기준인 1.9 μM보다 낮은 농도에서도 감지 가능한 성능을 입증했다.

연구진은 이번 기술을 종이 기반 측면흐름분석(LFA, lateral flow assay) 스트립에 적용해, 고가의 장비 없이도 현장에서 유해물질을 검출할 수 있도록 플랫폼을 확장했다. 여기에 ‘부분 프레스’ 기법을 적용해 스트립 내 유체 흐름 속도를 조절함으로써 감지 민감도를 향상시키는 기술적 진보도 제시했다.

이송이 교수는 “기초과학과 공학의 협력을 통해 고감도 센서와 휴대형 진단 플랫폼을 접목한 이번 연구는 스마트 환경센서 및 현장 진단 기술 발전에 중요한 계기가 될 것으로 기대한다”고 말했다. 이어 “실용성과 학문성을 동시에 추구하는 융합연구를 지속할 계획”이라고 밝혔다.

김선영 기자 글로벌대학팀 globalu@beyondpost.co.kr