부패 단백질 식품 잡아내는 스마트폰 크기 센서 나왔다

한국생산기술연구원

왼쪽부터 한국생산기술연구원 최현석 수석연구원, 권진형 선임연구원, 박기륭 박사후연구원. 생기연 제공

국내 연구진이 저온에서도 높은 감도로 식품의 황화수소(H2S) 가스를 감지할 수 있는 ‘식품 신선도 모니터링 가스센서’ 기술을 개발했다. 기존 센서보다 에너지 소모량이 적고 각종 부품의 크기를 최소화할 수 있어 식품 신선도를 모니터링 할 수 있는 휴대용 기기로 상용화할 수 있을 것으로 기대된다.  

한국생산기술연구원은 부패한 단백질 식품에서 발생하는 유독성 기체인 황화수소를 활용해 식품의 신선도를 모니터링하는 가스센서 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 

최현석 수석연구원 연구팀이 개발한 이 센서는 200℃(도)의 상대적으로 낮은 온도에서도 높은 감도를 유지하며 황화수소를 감지할 수 있다. 기존 300도 고온에서 작용하는 기존 센서와 비교했을 때 다양한 기기에 접목이 가능하다. 

연구팀은 낮은 온도에서도 효과적으로 작동하는 가스 센서 개발을 위해 전기방사법 및 열처리기술을 활용했다. 금속 전구체와 폴리머 등을 섞은 용액을 고전압 환경에서 분사해 다공성 섬유구조를 갖는 소재를 만들었다. 이 다공성 섬유 소재를 600℃에서 1시간 가량 열처리해 ‘이산화주석-금 나노구조체(SnO2–Au)’를 합성했다. 

SnO2–Au는 빨대 모양의 중공 나노섬유 구조를 갖는다. 가스와의 접촉 면적이 극대화돼 저온에서도 H2S 가스를 정확하게 감지할 수 있다. 

연구팀은 3D(3차원) 프린터를 활용해 개발된 센서와 부품을 제작했다. 이를 한 손에 쥘 수 있는 크기의 소형 휴대용 기기에 통합해 실시간으로 H2S 농도를 체크하며 식품 신선도를 측정할 수 있는 시스템을 구현했다.

연구를 이끈 최현석 수석연구원은 “개발된 센서를 스마트폰과 연동해 식품 안전성을 높이는 모니터링 장치로 활용할 수 있다”며 “식품뿐 아니라 다양한 산업현장의 독성가스를 측정하는 모니터링 장치로 확대해 안전성과 에너지 효율화를 높이는 후속 연구에 힘 쓸 계획”이라고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘재료화학저널’에 지난달 21일 표지논문으로 선정됐다.

<참고 자료>

- doi.org/10.1039/D4TC02901A

재료화학저널 표지. 생기연 제공

[박정연 기자 hesse@donga.com]