폰 카메라로 공기중 유해물질 찾아냈다

DGIST 박진희 교수팀, 센서의 색 변화 패턴을 폰카메라로 성분·농도 분석

DGIST 화학물리학과 박진희 교수(오른쪽)와 진강우 석박사통합과정생이 실험장비를 보며 이야기를 나누고 있다. DGIST 제공

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 박진희 교수팀이 공기중 화학 물질을 휴대폰 카메라로 쉽게 찾아내는 센서를 개발했다. 이 센서는 다공성 금속유기구조체를 기반으로 공기중 유해물질이 닿으면 색 변화를 일으킨다. 색 변화가 일어난 패턴을 휴대폰 카메라로 촬영해 분석해 낼 수 있다.

박진희 교수는 3일 "이 센서는 전력 소모가 없고 저비용으로 만들 수 있어 상업적 잠재력이 크다"며 "환경오염 감지, 테러방지, 안전사고 예방 등 여러 용도의 센서를 개발하기 위한 원천 기술을 확보한 것"이라고 말했다.

연구진에 따르면, 우리 주변에는 유해 화학 물질인 '휘발성유기화합물'이 광범위하게 분포해있다. 이 물질들은 공장에서 나오는 가스나, 실내 공기 등을 통해 유입되며, 환경오염을 일으키고 때로는 병을 유발하기도 한다. 따라서 이런 물질들을 빠르게 찾아내는 것이 중요하다. 기존의 방법들은 고비용의 장비가 필요하거나, 한정된 종류의 화학 물질만 찾아낼 수 있었다.

연구진은 이를 해결하기 위해 '금속유기구조체'라는 물질을 이용해 색깔의 변화를 일으키는 센서를 개발했다. 이 센서는 6가지 용매를 이용해 만들었으며, 이를 통해 14가지의 휘발성 유기 화합물과 물을 구별해냈다. 특히, 대면적 필름을 저렴하고 손쉽게 제작할 수 있는 방법을 개발해 맨눈으로도 색상 변화를 관찰할 수 있다.

또한 휴대폰을 이용해 색깔 변화를 분석하면 사람의 코로는 감지하기 어려운 낮은 농도의 유해 화합물도 정성적·정량적으로 정확히 찾아내고 분석해냈다. 습도가 65%까지 높은 환경에서도 성능이 잘 유지됐다.

한편, 연구진은 이번에 개발한 센서를 재료 분야 최상위 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자