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당뇨병 환자 콕 집어내는 초고성능 가스센서 나왔다

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2016년 11월 02일 20:57 프린트하기

 

김형준 연세대 교수팀이 이황화 텅스텐과 은 나노선을 결합해 만든 초고성능 가스센서. - 한국연구재단 제공
김형준 연세대 교수팀이 이황화 텅스텐과 은 나노선을 결합해 만든 초고성능 가스센서. - 한국연구재단 제공

 

환자의 호흡을 측정하는 것만으로 혈액검사 없이 당뇨병 진단을 할 수 있는 초고성능 가스센서가 개발됐다.


김형준 연세대 교수팀은 당뇨병 환자의 호흡에 포함된 ‘아세톤’ 가스를 기존보다 1000배 민감하게 검출하는 초고성능 가스센서를 개발했다고 2일 밝혔다.


연구진은 신소재인 이산화 텅스텐을 3나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 두께의 얇은 막으로 만들어 극미량의 화학물질을 검출하는 센서를 만들었다. 이산화 텅스텐은 그래핀처럼 2차원(평면) 결정구조를 갖는 화합물로 반도체 성질을 가지고 있고, 얇게 만들기 쉬워 차세대 신소재로 불리는 물질이다. 이 물질로 센서를 만들 경우 표면적이 넓어 주변 환경에 민감하게 반응한다.


이렇게 개발한 가스 센서는 0.5ppm 농도의 극미량 아세톤도 검출할 수 있는데, 기존 센서보다 1000배 향상된 성능이다. 당뇨 환자는 숨을 쉴 때 아세톤 1.8ppm 이상을 내뿜기 때문에 대부분의 당뇨환자를 찾아낼 수 있다.


연구진은 이 기술을 응용해 대기오염물질인 이산화질소를 검출하는 데도 성공했다. 자동차와 공장, 화력발전소에서 이산화질소가 1ppm 농도로 나와도 검출할 수 있다. 기존 검출기보다 12배 향상된 성능이다.


연구진은 “초소형 센서를 만들면 의료용 진단기기나 산업, 연구 현장에서 가스 누출을 확인할 때 유용하게 쓸 수 있을 것”이라고 밝혔다.


이 연구결과는 미국화학회에서 발간하는 학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 9월 24일자에 게재됐다.

 


변지민 기자

here@donga.com

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