[포쓰저널] 음주 운전 여부를 즉각 감지할 수 있는 센서가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 

최대 3500%의 반응성을 보이는 '고민감도' 하이브리드 센서로, 음주 진단뿐 아니라 산업 현장의 에탄올 누출 알람 등 다양한 분야에서 즉각적인 모니터링이 가능하다.

4일 한국연구재단에 따르면 대구경북과학기술원(DGIST) 권혁준 교수 연구팀은 금속유기구조체에 레이저를 가공해 상온에서 다양한 농도의 에탄올을 즉각 감지할 수 있는 센서를 개발했다.

금속유기구조체는 금속 이온과 유기 리간드의 규칙적인 배열을 통해 이뤄지는 결정질 물질이다. 넓은 표면적 및 화학적 기능성으로 인해 최근 센서 연구에서 활발히 사용되고 있다.

에탄올 센서는 차량의 시동 잠금장치를 비롯해 의료, 화공, 식품 등 산업 전반에 사용된다. 그러나 일반적으로 250도 이상의 높은 온도에서 작동해 측정 준비에 시간이 걸리고, 전력도 많이 소모된다는 한계가 있었다.

연구팀은 금속과 유기물이 규칙적으로 배열돼 있는 금속유기구조체에 미세 레이저 광열 공정을 통해 금속산화물·탄소 하이브리드 구조의 고성능 에탄올 센서 제작에 성공했다. 

이 센서는 상온에서 최대 3400ppm의 고농도부터 수 ppm의 저농도까지 감지가 가능하다.

최대 3500%의 반응성을 보일 정도로 고성능이어서 산업 현장의 에탄올 누출 알람이나 날숨을 통한 신속한 음주 진단 등 다양한 분야에서 즉각적인 모니터링이 가능하다.

연구팀은 "차세대 가스 센서 물질로 주목받는 금속유기구조체 파생물의 소형화 및 패터닝에도 성공해 향후 전자코(E-nose) 등 첨단 사물인터넷(IoT) 진단 및 데이터 분야에서 활발히 응용될 것"이라고 기대했다.

권 교수는 "연구 결과가 차세대 IoT 플랫폼 적용을 위해서는 에탄올 센서 단독 사용에서 나아가 유해가스 센서 혹은 압력 센서와 같은 물리 센서와의 통합이 필수적"이라면서 "후속 연구를 통해 여러 다기능성 센서와 통합해 안전 및 질병관리 시스템 구축의 기반을 제공할 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 재료과학, 나노기술 분야 국제학술지 '나노-마이크로 레터스'에 지난달 9일 게재됐다.