[테크월드=방제일 기자] 현재 전 세계적인 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태에서 알 수 있듯이 화학약품, 환경호르몬과 같은 유해물질을 빠르게 감지하고 정확하게 판별해 내는 기술이 점차 중요해지고 있다.
지스트(광주과학기술원) 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수와 부산대학교 오진우 교수 공동 연구팀이 초고속 유해물질 감지를 위한 바이러스 기반 컬러센서를 개발했다.
매우 작은 유해 입자를 감지할 수 있고, 직관적으로 관찰할 수 있는 컬러센서는 단순히 색의 변화를 통해 유해물질 감지가 가능하다. 뿐만 아니라 휴대용 스마트기기와 연동해 실생활에서도 손 쉽게 활용이 가능하며, 작동을 위한 별도의 에너지가 필요하지 않아 차세대 유해환경 감지 센서로 기대된다.
연구팀은 컬러센서의 실용 가능성을 높이기 위해 넓은 면적(센티미터 수준)에 M13 박테리오파지 바이러스를 얇게 코팅해 기존의 복잡한 구조를 사용했던 것에 비해 2.5배가량 빠른 110 ms의 매우 빠른 반응속도를 구현했다.
해당기술은 이제까지 색 변화를 통해 유해물질을 손쉽게 관측한다는 장점이 있었으나 발색을 구현하기 위해 복잡한 구조를 형성해야 하므로 이는 감지 속도와 감도에 매우 불리한 요소로 작용해왔다.
연구팀은 복잡한 구조 없이 매우 얇은 바이러스 층(60 nm)에서도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 공진 증폭 기판을 설계해 센서 플랫폼으로 적용했다. 또한, 발색 구조의 공진 조건 디자인을 통해 평소에는 보이지 않는 센서를 제작했고, 특정 환경에서만 패턴을 드러나게 해 유해물질의 직관적 관찰을 가능하게 했다.
지스트 송영민 교수는 “나노미터 수준의 섬유형 바이러스를 적용해 유해물질과 컬러센서 간의 결합을 유도했고, 광학 설계를 통해 직관적으로 유해물질을 감지할 수 있게 됐다”면서, “향후 보다 심층적인 유전자 조작과 컬러센서용 플랫폼의 최적화를 통해 다양한 유해물질의 직관적이고 빠른 감지가 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.
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