창원대학교(총장 최해범)는 자연과학대학 화학과 ‘BK21+ 나노바이오연구사업팀(팀장 이용일 교수)이 나노형광입자 종이와 스마트폰을 이용해 피코(1조분의 1)그램(g)의 초미량 폭발 화학물질을 검출하는 효율적인 시스템을 개발하는데 성공했다고 19일 밝혔다. 

이용일 교수 연구팀은 네 종류의 새로운 양쪽성 컨쥬게이션 티오펜 고분자가 결합된 나노입자 복합체를 개발했고, 이를 통해 공기나 수용액 상에 초미량의 폭발화학물질이 존재할 경우 색깔이 변하는 혁신적인 나노형광 스마트 종이를 개발했다.

이 같은 색의 변화는 고분자에 붙어있는 아민기 및 수산화기 등이 폭발화학물질과 결합해 특징적으로 색깔의 변화를 일으키게 된다.

특히 1조분의 1그램의 초미량 폭발물질만이 존재해도 육안으로 색깔의 변화를 감지할 수 있으며, 정확한 농도는 스마트폰의 앱을 통해 분석할 수 있다. 

이 시스템은 섬유 위에 코팅해서 옷으로 만들거나 들고 다닐 수 있는 판 형태로도 손쉽게 제작할 수 있어 현재 이 교수팀은 스마트 직물이나 스마트판 형태를 추가로 개발하고 있다.

화학과 이용일 교수는 "이번에 개발된 폭발물질 감지 나노형광스마트 종이는 공항 출입국 검사대와 범죄수사 등에 간편하게 응용할 수 있으며, 고가의 기자재를 사용해 숙련자가 검색해야 하는 기존의 시스템을 대체할 수 있고, 특히 제작에 드는 비용이 매우 경제적이어서 파급효과가 매우 클 것이다"며 "이 시스템은 새로운 아이디어에서 출발한 저비용, 고효율의 감지시스템으로 국내 연구진 단독으로 개발한 연구결과여서 원천기술의 확보에 획기적인 전기를 마련할 것"이라고 설명했다. 

한편 이 연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지인 어드밴스드 사이언스의 2018년 11월 19일자 온라인판에 게재됐으며, 현재 특허출원 중에 있다.

창원=강종효 기자 k123@kukinews.com