국내 연구진이 유독 기체인 이산화질소(NO2)를 더욱 민감하고 안정적으로 감지할 수 있는 화학 센서를 구현해냈다. 대기오염 물질의 감지나 산업현장 환경 모니터링 등을 위한 차세대 센서로 활용될 것으로 전망된다.  
  
7일 아주대학교는 이준우 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과) 공동 연구팀이 이산화질소(NO2) 감지를 위한 고성능의 화학 센서 제작에 성공했다고 밝혔다. 

이번 연구는 '에틸렌글리콜 측쇄가 유도한 국소 응집체 기반 저결정성 공액 고분자의 NO₂ 감지 성능 및 안정성 향상'이라는 제목으로 영국화학회 발간 재료화학분야 권위지 '저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A' 4월 28일자 뒤 표지논문으로 게재됐다.   

해당 논문은 이 교수와 장지수 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원(전자재료연구센터)의 공동 연구 결과다. 
 
이산화질소(NO2)는 1군 대기오염 물질로 자동차 배기가스, 화력발전소, 공장 같은 산업시설의 연소 과정에서 발생한다. 그러나 ▲대기질 모니터링 ▲공장 및 실내 환경 감시 ▲산업 안전 관리 등의 분야에서 필요한 이산화질소(NO2) 센싱 기술은 여러 한계를 보여왔다.

특히 고분자의 결정성을 낮추면 전기전도성이 떨어지고 전기전도성을 높이기 위해 결정성을 높이면 가스 분자의 확산성이 떨어지는 '결정성-확산성 간의 상충(trade-off)'이 중요한 기술적 과제로 남아 있었다.   

아주대-KIST 공동 연구팀의 이번 연구는 이같은 기존 센서 기술의 한계를 해결하고자, 전도성과 확산성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 분자 설계 전략을 제시했다는 점에서 주목받고 있다. 

연구팀은 공동 연구를 통해 이산화질소(NO2)를 더욱 민감하게 감지할 수 있는 새로운 형태의 전도성 고분자 센서를 개발했다. 연구팀의 센서는 높은 온도와 습한 환경에서도 안정성을 유지하면서 고감도 센싱이 가능하다. 

이 교수는 "이번 연구는 고분자 센서의 민감도와 내열성을 동시에 높일 수 있는 분자 설계 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "새로 개발한 고분자 물질을 활용하면 가볍고 유연한 소자의 제작이 가능해, 앞으로 대기오염 물질 감지나 산업현장 환경 모니터링 등에 적용될 차세대 센서 기술로의 발전이 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 세종과학펠로우십, 아주대 교내 연구비 지원을 받아 수행됐다. 아주대 연구진은 고분자 합성 연구를, 한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 센서로의 응용 연구를 맡았다. 

이 교수는 '저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 A' 주관 '2025 이머징 인베스티게이터'로 선정되기도 했다. 

[ 경기신문 = 박민정 기자 ]