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죽음의 가스 막아라…고감도 초경량 불산 검출 센서 개발


백창기 포스텍 IT 융합공학과 · 전자전기공학과 교수, 박현탁 전자전기공학과 박사과정생 연구팀이 매우 적은 양의 불소 화합물도 검출할 수 있는 고감도 초경량 센서를 개발하는 데 성공했다. 게티이미지뱅크

2012년 9월 경북 구미시의 한 공장에서 발생한 불산 누출로 인해 5명의 근로자가 사망, 1만2000여 명의 주민이 진료를 받고 인근 기업과 민가는 500억원에 이르는 손해를 입었다. 불산은 강한 부식성을 갖고 있어 심각할 경우 사망에 이를 수 있으며 이를 예방하기 위해 불산 누출을 즉시 감지할 수 있는 정확한 센서가 필요하다.

포스텍은 백창기 IT 융합공학과·전자전기공학과 교수, 박현탁 전자전기공학과 박사과정생 연구팀이 매우 적은 양의 불소 화합물도 검출할 수 있는 고감도·초경량 센서를 개발하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.

현재 한국에서 사용되고 있는 불산 감지 센서는 크기가 매우 크고 제작 기술이 대부분 해외에 의존하고 있어 산업현장마다 센서를 설치하기 어렵다.

연구팀은 센서의 부피와 무게를 줄이기 위해 10나노미터(nm, 1나노미터는 10억분의 1미터) 두께의 실리콘 나노시트를 사용하고 반응성이 높은 '불화 란탄(Lanthanum Fluoride)'을 불소 감지막으로 활용했다. 트랜지스터로 불산의 농도를 전기적 신호로 변환시켜 아주 적은 양의 불산도 빠르고 정확하게 감지하는 초경량·고감도 불산 센서를 제작하는 데 성공했다.

연구팀은 대기나 수중에서 불산 가스와 용액을 선택적으로 검출하는 데 성공했다. 기존 센서와 비교했을 때 연구팀이 개발한 센서는 가스 형태의 불산을 약 3.3배, 용액 상태의 불산을 약 390배 더 잘 감지했으며 실시간으로 주입되는 불산의 농도를 오차율 5% 이내로 검출하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 센서를 활용한 모바일 센서 시스템을 구축함으로써 차세대 불산 검출 센서로서의 활용 가능성도 확인했다.

백 교수는 “다양한 유해 화학 가스를 검출하는 모바일 시스템을 개발해 국내 자체 기술을 적용한 안전 해결책을 제공하는 것이 목표”라고 말했다.

안수연 기자 your@donga.com