▲ 바이러스 기반 컬러센서를 개발한 송영민 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수(오른쪽), 유영진 박사과정생(왼쪽), 고주환 박사과정생 연구팀. <출처=GIST>

[아유경제=고상우 기자] 국내 연구진이 화학약품, 환경호르몬 등의 유해물질을 빠르고 정확하게 판별할 수 있는 컬러센서를 개발했다. 

광주과학기술원(GIST)은 송영민 전기전자컴퓨터공학부 교수가 오진우 부산대 나노에너지공학과 교수팀과 공동으로 초고속 유해물질 감지를 위한 바이러스 기반 컬러센서를 개발했다고 27일 밝혔다.

컬러 센서(비색 감지 센서)란 색 시약 및 기능성 색 필터를 기반으로 화학 원소 또는 화합물을 색 변화를 통해 감지하는 센서를 말한다. 주변 환경 변화에 따라 센서 소자의 구조가 변하면서 이에 따라 반사되는 색이 바뀌는 원리를 이용한다.

연구팀은 작은 유해입자를 색 변화로 감지할 수 있는 컬러센서 실용성을 높이기 위해 센티미터(㎝) 수준의 면적에 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 인체에 무해한 M13 박테리오파지 바이러스를 얇게 코팅했다. 기존 복잡한 구조인 센서에 비해 약 2.5배 빠른 110㎳의 반응속도를 구현했다.

또한 바이러스 표면의 유전자 변형으로 다양한 휘발성 유기화합물과 환경호르몬과 같은 각종 유해물질에 따른 바이러스의 반응성을 조절했다. 비슷한 형태의 유해물질을 수 파츠 퍼 빌리언(ppbㆍ10억 분의 1 수준 농도)에서 구분하는 것에 성공했다.

특히 간단한 구조로 60 나노미터(㎚ㆍ10억 분의 1미터)의 매우 얇은 바이러스 층에서도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 공진 증폭 기판의 센서 플랫폼에 개발했다. 발색 구조의 공진 조건 디자인으로 평소에는 보이지 않는 센서를 제작했으며, 특정 환경에서만 패턴이 드러나도록 설계해 유해물질의 직관적 관찰을 가능하게 했다.

송영민 교수는 “나노미터 수준의 섬유형 바이러스를 적용하고 광학 설계를 통해 직관적으로 유해물질을 감지할 수 있다”며 “향후 유전자 조작이나 컬러센서 용 플랫폼의 최적화로 상용 제품 가능성을 높여 나가겠다”고 말했다.

고상우 기자  gotengja@naver.com

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