인하대학교 신소재공학과 김상섭(50·사진) 교수 연구팀이 산화물 나노선을 활용해 극미량 유해가스 감지가 가능한 센서를 개발할 수 있는 기반기술을 개발했다.

21일 인하대에 따르면 김 교수 연구팀은 ‘금 식재 산화주석 나노선에서의 억셉터 보상 전하 이동과 표면 화학반응’이란 논문을 발표했다.

이 논문은 지난 9일 ‘네이처(Nature)’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판에 실렸다.

이번 연구에는 우핑 싱가폴기술디자인대 교수, 순이치 히시타 일본재료연구소 박사, 인하대 박사후과정인 아카시 박사와 최선우 박사가 참여했다.

연구를 통해 산업현장에서 누출될 수 있는 유독한 화학물질을 극미량 수준에서 검출해 사전에 경고함으로써 대량누출을 예방, 안전한 일자리 환경을 만들 수 있다.

나노선을 이용한 센서는 기존 후막형태 혹은 덩어리 형태의 센서소자에 비해 감응성이 우수하고, 저전력 소비가 가능한 신개념 센서소자다.

이 소자의 실제 적용을 위해서는 감응성의 추가 개선과 감응원리에 대한 심층 이해가 필요하다.

연구팀은 나노선 중심부에 이온 식재처리를 해 나노선 내부에 새로운 전자준위를 형성시켜 센서의 감응성과 반응시간 및 회복시간을 획기적으로 향상시켰다.

또 표면에서 발생하는 화학반응으로 인한 전도변화 현상을 규명했다.

기존 나노선 센서 연구에서는 표면부의 기능화처리가 주를 이룬데 반해 나노선의 내부 기능화를 시도한 것은 이번 연구가 세계 최초다.

향후 나노선 적용 센서소자에서 새로운 패러다임을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

■이온 식재처리(ion implantation) = 이온을 가속시켜 모재의 결정구조에 인위적으로 삽입시키는 기술.

/김종국기자 kjk@