고가·대형 방사능오염 모니터링 기술, 휴대·현장형 전환 가능성환경오염 모니터링·식품 검사·바이오 진단 등 다양한 분야 적용
  • ▲ 나노복합체기반SERS센서제작과정ⓒ
    ▲ 나노복합체기반SERS센서제작과정ⓒ
    경북 구미시에 있는 국립금오공과대학교는 기계공학부 김민석 교수 연구팀이 군산대와 공동연구를 통해 극미량의 세슘(Cs⁺) 이온을 선택적으로 검출할 수 있는 ‘고성능 표면증강라만산란(SERS) 센서’ 를 개발했다고 30일 밝혔다. 

    이는 나노 복합체 기반의 차세대 환경 모니터링 센서로, 작은 물방울의 증발 현상을 제어해 나노입자를 정밀하게 배열·패턴화하는 ‘미세유체기술’과 금 나노막대를 은으로 감싸 세슘에만 반응하도록 만든 ‘나노복합재료기술’을 융합해 이뤄낸 성과다.

    금오공대 화학소재공학부 장의순 교수와 김희준 교수 연구팀도 함께 참여했으며, 과기부 산하 정보통신기획평가원(IITP)의 ‘대학ICT연구센터사업(국립금오공대 온센서 AI 반도체 연구센터)' 지원으로 수행됐다. 
     
    이번에 개발한 금 나노로드-은 쉘(GNR@Ag) 복합체 기반 SERS 센서는 기판의 형상과 은 나노-쉘의 두께를 정밀하게 조절해 라만 신호를 극대화하고 넓은 농도 범위와 복합 시료 환경에서도 안정적인 검출이 가능함을 입증했다. 

    특히, 나노 복합체 표면을 cucurbit[6]uril 분자로 기능화해 Cs⁺과 선택적으로 반응하도록 유도함으로써, 수 나노몰(nM) 수준의 초저농도에서도 Cs⁺만을 선택적으로 검출할 수 있도록 했다. 

    이는 기존에 고가 및 대형 장비에 의존하던 방사능 오염 모니터링 기술을 휴대형·현장형 센서로 전환할 수 있는 중요한 가능성을 제시한다.