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정성용 교수팀, 호기센서 플랫폼 개발

왼쪽부터 공동 제1저자 김상훈 박사과정, 공동 제1저자  문영국 박사과정, 교신저자 정성용 박사.

[대학저널 온종림 기자] 고려대학교 첨단소재부품개발연구소 정성용 연구교수 연구팀이 팔라듐 촉매가 첨가된 다공성의 산화주석을 이용해 대표적인 생체지표 가스(바이오마커)인 수소 가스를 고선택성·고감도로 검출하는 새로운 센서 개발에 성공했다.

사람의 호흡에는 다양한 생체지표 가스(수소, 아세톤, 황화수소, 톨루엔 등)들이 포함되어 있다. 특정 가스의 농도를 정확하게 알 수 있다면 인체의 질병들을 병원에 가지 않고도 조기에 간단히 알아낼 수 있다. 그러나, 생체지표 가스인 수소는 매우 미량의 농도인 ppm(100만분의 1) 수준으로 사람의 호흡에서 배출되기 때문에 정확한 분석을 위해서는 센서의 민감도를 높이는 것이 중요하다.

연구진은 분무열분해법을 통해 넒은 비표면적(단위 질량당 총 표면적)과 다공성 구조를 갖는 팔라듐 촉매가 첨가된 산화주석 구조체를 설계해서 과민성대장증후군의 조기진단에 활용될 수 있는 수소가스를 고감도와 고선택성으로 검출할 수 있음을 확인했다.

연구에서 개발된 센서는 호흡속에 포함된 극미량의 수소가스를 4초 이내로 초고속 검출이 가능할 뿐만 아니라 호기에 포함되어 있는 고농도의 수분에 대해서도 우수한 안정성을 가지고 있다.

특히, 연구팀이 만든 구조체 가스센서는 20ppm 수소에 대해 감도가 6.9 수준으로 우수했고 호기 속 다른 생체지표 가스 대비 약 5.2배 이상의 높은 선택도가 관찰되어 높은 정확도로 수소를 검출 할 수 있음을 확인했다.

정성용 연구교수는 “향후 질병 자가 진단용 호기 센서 개발에 새로운 돌파구가 될 것으로 기대한다.”고 말했다.

이번 연구결과는 재료과학 분야 세계적 권위의 국제학술지 ‘Journal of Materials Chemicsry A (IF=14.511)’에 속표지(Inside Back Cover)논문으로 게재됐다.

 

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