KAIST "톨루엔 100ppb까지 검출…공기질 측정기에 활용"
KAIST(한국과학기술원)는 신소재공학과 김일두교수 연구팀이 새집증후군을 일으키는 톨루엔을 극미량의 농도에서도 검출할 수 있는 센서를 개발했다고 10일 밝혔다.
톨루엔은 무색투명한 가연성 액체로 접착제, 페인트에서 많이 나온다. 중추신경계와 호흡기관에 이상을 일으키며, 장기간 노출될 경우 사망할 수도 있다.
실내 공기질 관련 권고기준은 244ppb(10억분의 1분자 단위) 이하로, 사람이 냄새를 맡을 수 있는 최저 수치인 300ppb를 넘지 않아 인지하기 쉽지 않다.
현재까지 개발된 반도체식 휴대용 톨루엔 센서로는 톨루엔의 유무만 판별할 수있을 뿐, ppb나 ppm(100만분의 1 분자 단위) 수준의 극미량 톨루엔은 검출할 수 없다.
톨루엔을 정밀 분석하려면 고가의 장비를 활용해야 해 비용이 많이 든다는 한계가 있다.
연구팀은 수많은 나노미터(㎚·10억분의 1m) 크기 기공을 가진 금속유기구조체(metal-organic framework) 안에 3나노미터 크기의 촉매 입자를 분산시킨 뒤, 이를금속산화물 나노섬유에 붙여 센서를 개발했다.
여기에 팔라듐(Pd) 촉매를 첨가해 시너지를 냄으로써 톨루엔에 대한 민감성을획기적으로 증가시켰다.
이번에 개발한 센서를 이용하면 100ppb 수준의 극미량 톨루엔 가스를 감지할 수있다.
금속유기구조체와 여기에 들어가는 나노 촉매 입자의 종류만 바꿔주면 다른 특정 가스에 선택적으로 반응하는 센서를 개발할 수 있다.
앞으로 실내 외 공기질 측정기나 환경 유해가스 검출기, 호흡 기반 질병진단 센서 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구 결과는 화학분야 국제 학술지 '미국화학회지'(JACS) 이달자 온라인판에 실렸다.
jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>
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