27일 카이스트(총장 서남표)에 따르면 이 대학 홍원희 생명화학공학과 교수(사진)팀은 나노구조를 가진 카본 나이트라이드를 이용, 다른 물질의 도움 없이 손 쉽게 금속이온을 감지할 수 있는 고감도 센서 개발을 위한 원천기술을 확보했다.
지금까지 금속 이온 측정에는 원자 흡수 분광도법과 유도결합 플라즈마 질량분석기 등이 이용됐다. 문제는 이같은 방법들은 거대 장비를 이용해야 하기 때문에 휴대성이 떨어진다는 것. 그러나 홍 교수팀의 연구 결과에 따라 휴대성 문제가 해결됐다.
홍 교수팀은 고유의 발광성을 가진 카본 나이트라이드(graphitic carbon nitride)에 3차원 입방체 형태의 나노구조를 유도, 본연의 광학적 성질을 조절함으로써 독성이 없고 별도의 접합이 필요 없는 효율적인 센서를 개발했다. 이 센서는 기존 휴대용 센서를 목적으로 개발된 물질보다 감도가 10배 이상 우수하다. 따라서 원자 흡수 분광도법과 유도결합 플라즈마 질량분석기를 이용하는 방법과 유사한 감도를 나타낸다.
이번 연구 결과에 따라 카본 나이트라이드를 이용해 폐수에 내재된 금속 이온의 초고감도 감지도 가능, 결과적으로 주변 환경이 금속 이온에 의해 얼마나 오염돼 있는지를 쉽게 알 수 있게 됐다.
홍원희 교수는 "이번 연구는 카본 나이트라이드 관련 연구가 한 걸음 더 나아가 나노구조 유도로 다양한 성질을 복합적으로 이용, 이온 또는 생체 분자 등 여러 가지 물질을 감지하는 센서로 널리 활용될 수 있는 원천기술"이라고 말했다.
한편 홍 교수팀의 연구는 교육과학기술부의 미래기반기술개발사업의 지원을 받아 이뤄졌으며 화학 분야에서 세계적 학술지인 <앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)>지 12월호에 게재됐다.
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