재료연, '빛으로 미세 플라스틱 검출'…미세 플라스틱 검출 키트 개발

국내 연구진이 빛을 이용해 미세 플라스틱을 검출하는 기술을 세계 최초로 개발했다.

한국재료연구원(KIMS) 나노바이오융합연구실 정호상 박사 연구팀은 KOTITI 시험연구원과 융합 연구를 통해 미세 플라스틱을 현장에서 신속 및 고감도로 검출하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

미세 플라스틱은 크기가 5mm 미만의 플라스틱 조각으로 인체 노출 시 유전 독성을 일으킨다. 따라서 물질 내에서 검출이 필요하다.

이번 연구팀이 개발한 미세 플라스틱 검출 기술은 키트(kit)형으로 기존 검출 기술과 다르게 현장성이 높다. 간단한 주사기 필터에 미세 플라스틱이 걸러지는 형태로, 전 처리 과정 없이 20분 이내에 미세 플라스틱의 종류와 개수, 분포 등을 파악할 수 있다. 연구팀은 미세 플라스틱이 필터를 통해 걸러질 수 있다는 사실에 착안했다고 전했다.

연구팀은 기술 과정에서 마이크로 스케일의 기공을 가지는 종이필터 표면에 미세 플라스틱을 포집할 수 있는 나노 포켓(nano pocket) 형태의 플라즈모닉 소재를 합성했다. 미세 플라스틱을 포집한 후에는 광학 신호를 증폭시켜 고감도로 검출한다.

라만 분광 신호는 물질 고유의 분자 광학 신호를 의미한다. 미세 플라스틱의 경우, 미세 플라스틱을 구성하는 단위체의 고유 광학 신호다.

또한 연구팀은 미세 플라스틱의 고유한 라만 분광 신호를 인공지능(AI)에게 미리 학습시켜, 환경 시료 내에 방해 요소가 있더라도 획득한 신호가 미세 플라스틱에 해당하는지를 인공지능이 판단하도록 했다. 이를 통해 복잡한 환경 또는 인체 시료 내에서도 미세 플라스틱만 정확하게 판별할 수 있어졌다. 농도와 분포, 종류도 식별할 수 있다.

기존 미세 플라스틱 검출 기술은 현장에서 활용하기 어려웠다. 처리 과정이 복잡했고 숙련된 연구자가 필요했기 때문이다. 하지만 이번 기술 개발을 통해 숙련된 연구자의 분석 능력을 인공지능으로 대체했다. 여기에 검출 기기 또한 라만분광기를 사용해 현장 검출 가능성까지 높여 현장 활용성도 높아졌다.

연구책임자인 재료연 정호상 선임연구원은 "본 기술이 상용화되면, 미세 플라스틱을 좀 더 쉽고 빠르게 보편적으로 검출하는 기술이 보급될 것"이라며 "재료연은 이를 기반 삼아 국민과 후세대의 안전을 위한 소재 기술 개발에 계속해서 노력을 아끼지 않을 것"이라고 말했다.

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CBS노컷뉴스 조건희 인턴기자 nocutnews@cbs.co.kr

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