경남대 신정활 교수 연구팀, 포름알데히드 잡는 종이 센서 개발

잉크젯 프린터로 저렴하고 간편하게 만들 수 있어 … 세계적 학술지 'Talanta Open' 게재

신정활 교수 연구팀과 종이 센서 사진. 경남대 제공

경남대학교 기계공학부 신정활 교수 연구팀이 일상 속 보이지 않는 위협인 '포름알데히드'를 빠르고 정확하게 검출하는 혁신적 종이 센서(PFASs)를 개발했다.

'포름알데히드'는 자극성 냄새를 가진 무색 기체로, 국제암연구소(IARC)의 1군 발암물질이다. 장시간 노출될 경우 폐암이나 비호흡기계 암의 위험을 높이며, 흔히 새집 입주 시 발생하는 '새집증후군'의 주요 원인으로도 잘 알려져 있다.

연구팀이 개발한 센서는 '티몰 블루(TB)'와 '브로모페놀 블루(BPB)' 등 특정 화학 반응 물질이 포함된 용액을 잉크처럼 필터 종이에 인쇄하는 방식이다.

연구를 통해 선의 두께, 간격, 패턴 디자인 등을 다양하게 실험했으며, 그 결과 기하학적 구조인 '체크무늬 패턴'에서 284초로 가장 빠른 반응을 확인했다. 여기에 단순 용액 코팅 방식이 아닌 정밀하고 최적화된 인쇄 패턴을 적용하면서 센서의 반응 속도와 정확도를 크게 키웠다.

이를 통해 일반 잉크젯 프린터와 필터 종이만 있다면 누구나 저렴하고 간편하게 제작할 수 있는 장점도 갖추게 됐다. 이 연구 성과는 지난 9월, 세계적 과학 출판사 엘스비어(Elsevier)가 발행하는 국제 학술지 'Talanta Open(SCIE)'에 게재돼 우수성을 인정받았다.

또한 금속 주조 산업 현장에서의 실증 테스트를 통해 실제 유해 가스 노출 시 종이 센서의 색 변화가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인, 현장 적용 가능성도 입증한 만큼 향후 일상생활과 산업현장 등 다양한 환경에서 포름알데히드를 손쉽게 감지할 수 있게 됐다.

연구를 이끈 신정활 교수는 "일상과 산업 현장에서 유해 물질의 위협을 손쉽게 확인할 수 있는 기술을 만들고 싶었다"며 "학생들이 설계부터 제작, 검증까지 모든 과정에 주도적으로 참여해 얻어낸 결과라 더욱 의미가 깊다"고 말했다.

그러면서 "연구가 대학에서 운영하는 라이즈(RISE) 및 지역혁신전략(RIS) 사업의 지원을 받아 수행된 만큼 지역 사회와 산업 현장의 안전에 기여하는 실용적 기술 개발의 좋은 선례가 되길 희망한다"고 말했다.