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포스텍, 극미량 유독물질 감지 열증착 기법 원천센서기술 개발

백창기·김기현 교수팀
초소형·모바일 센서로
산업현장서 바로 활용



[경북도민일보 = 이상호기자] 　백창기 포스텍 창의IT융합공학과 교수와 김기현 교수가 산업 현장에서 극미량의 불소와 불산 등 유독물질을 감지할 수 있는 열증착 기법을 활용한 원천센서기술을 개발했다.

기존에는 무색무취여서 조기 감지가 쉽지 않은 불소와 불산을 감지하기 위해 다결정 감지막과 산화물 반도체 소자를 활용했다.

하지만 원천 기술부족으로 핵심 센서의 대부분을 수입했으며 제조공정이 복잡하고 생산비용이 비싸 가장 필요한 산업 현장에서는 활용하기가 어려웠다. 이에 연구팀은 실리콘 재료를 활용하고 반도체 공정 기술을 이용해 불소·불산 센서를 제작했다.

열증착 기법을 최적화해서 다결정 불소·불산 감지막의 화학적·물리적 성질을 개선해 수중에 존재하는 불소와 불산을 우수한 검출한계(불소:1.9pbb, 불산:4.5ppb)로 검출하는 데 성공했다.

이는 기존의 다결정 감지막 기반의 불소센서 대비 검출한계가 약 20배 이상 향상된 것이다.

이 기술은 실리콘과 반도체 공정 기술을 활용했기 때문에 대량 생산이 쉽고 0.2m㎡의 작은 크기라 초소형 센서 및 모바일 센서로 개발 가능하다는 장점도 있다.

또한 불산을 5초만에 감지할 수 있기 때문에 산업 현장에서 검출 센서로 바로 활용할 수 있을 전망이다.

이 연구는 센서 분야 저명 학술지인 ‘센서와 작동기 B:화학’ 온라인판에 최근 게재됐다.

김기현 교수는 “개발된 센서기술은 작게 만들 수 있는 데다 기존의 불소·불산 센서 대비 약 10% 수준으로 가격 절감이 예상돼 상용화 가능성이 매우 높은 기술이다”면서 “유독물질인 불소·불산의 유출을 산업 현장에서 조기 감지하는 기술을 국산화하고 안전한 산업환경을 구축하는 계기가 될 것”이라고 전망했다.