창원대학교는 소재융합시스템공학과의 이용일 교수 연구팀이 다핵방향족탄화수소(PAHs)의 시각적 초감도 검출을 위한 새로운 비이온성 폴리티오펜 기능성 금속-유기골격체 필름을 합성하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 이에 관한 논문은 최상위 국제저명학술지인 ‘어드밴시스인나노리서치(Advances in Nano Research, 영향력지수[IF]=13.052)’ 12월호에 게재됐다.

논문에 따르면 다핵방향족탄화수소(PAHs)는 여러 개의 벤젠고리를 가지는 방향족 화합물이며, 세계보건기구(WHO)가 지정한 1급 발암물질과 신경 독성물질로 암 또는 돌연변이를 유발하는 등 독성이 강한 물질로 알려져 있어 최근 이를 검출하기 위한 연구가 전 세계적으로 많은 관심을 받고 있다.  

이 교수 연구팀은 란탄족 금속-유기골격체를 비이온성 폴리티오펜와 연결해 새로운 고발광성 센서물질을 디자인해 합성했으며, 이를 종이와 고분자를 이용해 필름 형태로 개발하고 다핵방향족탄화수소를 피코(10의 –12승)몰 수준에 이르는 초미량을 검출할 수 있는 시스템으로 기존 기술보다 1000배 이상의 높은 감도와 정확도를 가지고 있다.  

특히 이번에 합성된 초감도 센서물질은 사람의 뇨시료를 이용, 종이스트립에서 즉각적인 색깔 변화를 통해 시각적 또는 스마트폰 앱으로 정확히 분석할 수 있는 시스템이다. 따라서 유해 산업현장에서 다핵방향족탄화수소에 노출 여부를 간편하게 측정할 수 있다. 

이러한 종이나 고분자 필름을 이용한 마이크로 디바이스개발은 재료측면에서 경제적일 뿐만 아니라 대규모 제조가 쉬워, 향후 각종 질병진단 및 환경모니터링등에 간편하게 응용될 수 있어 그 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다. 

한편 이 연구는 한국연구재단의 중견연구자 지원사업, 기초과학지원사업, 및 4단계 BK21사업의 지원을 받아 수행했다.