유해물질을 빠르고 정확하게 판별할 수 있는 컬러센서가 개발됐다. 휴대용 스마트기기와 연동해 실생활에서 손쉽게 활용할 수 있다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 송영민 전기전자컴퓨터공학부 교수가 오진우 부산대 나노에너지공학과 교수팀과 공동으로 초고속 유해물질 감지를 위한 바이러스 기반 컬러센서를 개발했다고 27일 밝혔다.
연구팀은 작은 유해입자를 색 변화로 감지할 수 있는 컬러센서 실용성을 높이기 위해 센티미터(㎝) 수준의 면적에 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 인체에 무해한 M13 박테리오파지 바이러스를 얇게 코팅했다. 기존 복잡한 구조인 센서에 비해 2.5배가량 빠른 110㎳의 반응속도를 구현했다.
또 바이러스 표면의 유전자 변형으로 다양한 휘발성 유기화합물과 환경호르몬과 같은 각종 유해물질에 따른 바이러스의 반응성을 조절했다. 비슷한 형태의 유해물질을 수 파츠 퍼 빌리언 (ppb·10억분의 1 수준 농도)에서 구분할 수 있다.
간단한 구조로 60 나노미터(㎚)의 매우 얇은 바이러스 층에서도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 공진 증폭 기판의 센서 플랫폼에 개발했다. 발색 구조의 공진 조건 디자인으로 평소에는 보이지 않는 센서를 제작했으며 특정 환경에서만 패턴이 드러나도록 설계했다.
송영민 교수는 “㎚ 수준의 섬유형 바이러스를 적용하고 광학 설계를 통해 직관적으로 유해물질을 감지할 수 있다”면서 “향후 유전자 조작이나 컬러센서용 플랫폼의 최적화로 상용 제품 가능성을 높여 나가겠다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
