[뉴스프리존,대전=이기종 기자] 안전성평가연구소(KIT)는 환경거동노출연구그룹 정성미 박사팀이 한국과학기술원(KAIST)과 공동 연구로 유해가스 중 하나인 이산화질소를 선택적으로 감지하는 다기능성 에어로젤 소재의 가스센서 플랫폼을 개발했다고 15일 밝혔다.
최근 유해가스가 누출되어 인명피해가 빈번하게 발생하고 있다.
유해가스는 한번 누출이 되면 주변의 농작물, 가축뿐만 아니라 인명피해가 발생하기 때문에 초기 대응을 위해서 가스의 검출은 매우 중요하다.
이번 연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 카이스트와 공동 연구를 통해 유해가스 중 이산화질소를 선택적으로 감지하는 다기능성 에어로젤 소재 플랫폼을 개발했다.
연구과정을 보면 특정 유해가스에 선택적으로 반응하는 다양한 기능을 갖는 무기 나노 입자들을 탄소나노튜브 하이드로젤에 결합시켜 다기능성 무기 에어로젤 감지 소재를 제조하는 원천기술을 개발했다.
이후 3차원 다공성 탄소나노튜브 하이드로젤은 표면적이 매우 높고 표면 기능화가 용이해서 상온 및 상압 조건에서 Pt 및 SnO2 나노 입자들을 화학결합 시켜 Pt-SnO2 에어로젤을 제조하는데 성공했다.
이번에 개발된 Pt-SnO2 에어로젤은 Pt 및 SnO2 입자들은 1.5 내지 3.5 나노미터(㎚, 10억분의 1m)로 초미세크기를 갖고 활성 표면적이 매우 높다.
이 연구결과에 의하면 이번에 개발된 가스 센서는 1 ppm(part per million, 백만분의 1) 수준의 극미량 이산화질소 가스를 선택적으로 신속하고 반복적으로 감지할 수 있다.
정성미 박사는 “다기능성 무기 재료 에어로젤은 특정 유해가스에 반응하도록 설계하면 다양한 유해가스 감지 센서 플랫폼 소재로 매우 유용하고, 초경량, 고강도의 기능성 감지 소재이므로 웨어러블 센서에도 적용할 수 있다”고 말했다.
카이스트 신소재공학과 김일두 교수, 조희진 박사 등이 참여한 연구결과는 신소재 분야의 세계적 학술지인 미국화학회 응용 재료 및 계면(ACS Applied Materials & Interfaces/IF:8.456)에 게재됐다.