국내 연구진이 새집증후군의 주요 원인인 아세트산을 감지할 수 있는 기술을 개발했다.
김영기 포항공과대(포스텍) 화학공학과 교수 연구진이 서울대, 군산대 연구진과 함께 공기 중 유해가스를 선별적으로 감지할 수 있는 액정 기반 센서 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 스몰(Small)에 게재됐다.
공기 속에는 눈에 보이지 않는 다양한 가스가 포함돼 있다. 이 중에는 새집증후군을 유발하는 아세트산 같은 화학물질처럼 건강에 해로운 성분도 있어, 이를 정확히 찾아내는 기술이 중요하다. 지금까지는 빛의 반사나 투과 방식이 주변 환경에 따라 달라지는 액정의 특성을 활용해 유해가스를 감지해 왔다. 하지만 여러 가스가 섞인 환경에서는 특정 가스만을 구별하는 데 한계가 있었다.
연구진은 이 문제를 해결하기 위해 액정에 유기 이온 물질을 더했다. 유기 이온 물질은 구조를 정밀하게 설계할 수 있어, 특정 가스에만 선택적으로 반응하도록 만들 수 있는 특징이 있다.
이렇게 개발된 센서는 새집증후군의 주요 원인인 아세트산에만 반응했고, 다른 가스에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 특히 공기 중 2ppm(1ppm은 100만분의 1) 수준의 아주 작은 아세트산도 감지할 만큼 높은 민감도를 보였다. 또한 구조가 비슷한 프로피온산과도 반응을 구별해내며 정밀한 감지 능력을 입증했다.
연구진은 실험뿐만 아니라 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 센서의 작동 원리도 함께 분석했다. 액정과 유기 이온 물질이 어떤 방식으로 상호작용을 하는지 이론적으로 규명했으며, 유기 이온 물질의 구조를 조정하면 센서 감도를 예측하고 최적화할 수 있다는 점을 밝혀냈다.
김영기 교수는 “이번 연구는 액정 센서의 가장 큰 한계였던 선택성을 획기적으로 개선 한 성과”라며 “공기 질 관리뿐만 아니라 반도체 및 화학 공정, 환경 모니터링 시스템에서 특정 가스의 유출을 실시간으로 감지하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.
참고 자료
Small(2025), DOI : https://doi.org/10.1002/smll.202410079
