성균관대 "TNT 등 폭발물 99% 감지…형광 고분자 센서 개발"

서펙스(SuFEx) 반응 기반 고감도 센서 수초 내 99% 이상 형광 소광 성능

[서울=뉴시스] (왼쪽 위부터 시계방향으로)공동교신저자 성균관대 배한용, 송창식, 김태연 교수, 공동 제1저자 노승현 박사과정생, 허재영 석사졸업생, 이선부 박사과정생. (사진=성균관대 제공) 2025.08.01. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대 화학과 교수로 구성된 공동연구팀이 차세대 클릭화학 기술인 서펙스(SuFEx, Sulfur(VI) Fluoride Exchange) 반응을 기반으로 한 고성능 형광 고분자 센서를 개발했다.

본 센서는 TNT 및 DNT와 같은 대표적 폭발물을 수초 이내에 99% 이상 감지할 수 있는 뛰어난 형광 소광 성능을 보인다.

이번 연구팀은 배한용, 송창식, 김태연 교수로 구성됐다. 이들은 전자 수용체인 폭발물과의 상호작용을 극대화할 수 있는 새로운 고분자 구조(SP 시리즈)를 설계해 기존 형광 센서의 한계였던 낮은 선택성, 느린 반응속도, 복잡한 합성 과정을 극복했다.

대표적으로 이번에 개발된 SP-7 고분자는 육안으로도 식별할 수 있는 강력한 형광 소광 반응을 유도하며 실질적인 현장 적용이 가능하다.

특히 연구팀은 얇은층 크로마토그래피(TLC) 기반의 현장형 감지 시스템을 함께 구현해 고가 장비 없이도 폭발물 감지가 가능한 저비용 고효율 솔루션의 실용 가능성을 입증했다.

[서울=뉴시스] 서펙스(SuFEx) 반응을 활용한 형광 전도성 고분자(SP 시리즈)의 개발 모식도 및 이를 통한 TNT·DNT와 같은 폭발물을 감지하기 위한 화학센서 작동 메커니즘 개략도. (사진=성균관대 제공) 2025.08.01. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

배 교수는 "이번 연구는 서펙스 반응과 고분자 센서 기술, 수용액 기반 유기촉매 합성을 통합한 신개념 감지 시스템"이라며 "자연 모방형 소재 설계와 실용 기술을 성공적으로 융합한 것"이라고 설명했다.

본 연구는 성균관대 화학과와 방위산업체 PNL 글로벌 간 공동연구로 진행됐으며 국방과학연구소(ADD) 미래도전 국방기술 연구개발 사업과 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.