우리대학 구형준 화공생명공학과 교수 연구팀이 상온에서 톨루엔을 선택적으로 감지하는 직물 기반 가스 센서를 개발했다. 연구에는 미국 미시간대학교와 한국생산기술연구원이 참여했으며, 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다.

 톨루엔은 휘발성 유기화합물로, 장기간 노출되면 인체에 유해할 수 있다. 기존 금속산화물 기반 센서는 높은 작동온도와 전력 소모가 필요하고 단단해 착용형 기기에 적용하기 어려웠다. 연구팀은 전도성 직물을 전극으로, 실리콘계 PDMS를 유전체로 활용해 유연한 정전용량형 센서를 제작했다. 이는 톨루엔이 PDMS에 흡수될 때 발생하는 부피와 전기적 특성의 변화를 측정하는 방식이다.

 개발된 센서는 5~1,000ppm 농도에서 톨루엔에 비례해 반응했으며, 휘발성 유기화합물 중 톨루엔에 가장 높은 선택성을 보였다. 또한 다공성 구조를 적용해 반응 시간을 20% 이상 줄여 약 100초로 단축했다. 센서를 90도로 1만회 구부린 뒤에도 감지 성능을 유지해 내구성을 확인했다.

 기술은 착용형 유해가스 감지 장치와 산업현장 안전관리, 개인용 공기질 측정 시스템 등에 활용될 것으로 기대된다. 연구에는 구형준 교수 연구팀의 최민영 박사과정생과 배지인 석사졸업생이 제1저자로 참여했다. 이는 산업통상자원부 국제공동기술개발사업, 환경부 한국환경산업기술원, 교육부 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

김용하 기자

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