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"제2의 구미 불산사고 막는다"…누출 5초 만에 감지센서 개발

포스텍 연구팀 "소형화·저비용으로 상용화 가능성 커"


백창기 포스텍 교수[포항공과대학교 제공]


김기현 포스텍 교수[포항공과대학교 제공]

(포항=연합뉴스) 손대성 기자 = 유독물질인 불소나 불산을 5초 만에 감지할 수 있는 센서가 개발됐다.

이 센서가 있으면 불산·불소 누출 사고가 나더라도 초기에 대응할 수 있다.

포항공과대학교(포스텍)는 17일 창의IT융합공학과 백창기·김기현 교수, 박사과정 조현수씨가 산업현장에서 극미량 불소와 불산 등 유독물질을 감지할 수 있는 원천 센서기술을 개발했다고 밝혔다.

불소·불산은 철강, 화학, 반도체, 디스플레이 등 다양한 산업현장에서 사용하는 핵심 물질이다.

불산은 산성 화학물질로 금속을 녹이거나 유리를 깎아낼 때 많이 사용한다. 다만 일반적인 산보다 훨씬 빨리 피부에 침투하고 인체에 유입되면 신경계를 교란시키는 것으로 알려졌다.

지난 2012년 9월 경북 구미에서 발생한 불산 유출 사고로 5명이 숨지고 1만명이 넘는 사람이 치료를 받았으며 인근 농작물이 초토화되는 피해가 났다.

이 때문에 불소·불산 피해를 막기 위해서는 누출 즉시 조치해야 하지만 무색무취여서 조기에 감지하기 어렵다는 단점이 있다.

기업들은 불소·불산 감지를 위해 다결정 감지막과 산화물 반도체 소자를 활용하고 있지만 원천기술 부족으로 핵심 센서를 대부분 수입하는 데다 제조공정이 복잡하고 생산비용이 많이 들어 어려움을 겪고 있다.

포스텍 연구팀은 이번에 실리콘 재료를 활용하고 반도체 공정 기술인 열증착 기법을 이용해 불소·불산 센서를 만드는 데 성공했다.

이 센서는 기존 다결정 감지막을 기반으로 한 센서보다 검출한계가 20배 이상 높은 것으로 나타났다. 기존의 5%만 있어도 감지할 수 있을 정도로 민감하게 반응한다는 뜻이다.

이 기술은 실리콘과 반도체 공정 기술을 활용하기 때문에 대량 생산이 쉽고 크기가 작아 초소형 센서나 모바일 센서로 개발할 수 있다.

또 불산을 5초 만에 감지할 수 있어 산업현장에서 바로 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

과학기술정보통신부 정보통신기술진흥센터(IITP) ICT명품인재양성사업 지원으로 개발한 기술은 센서 분야 학술지인 '센서와 작동기 B: 화학(Sensors and Actuators B: Chemical)' 온라인판에 실렸다.

김기현 교수는 "개발한 센서기술은 작게 만들 수 있는 데다 기존 센서의 약 10% 수준으로 비용을 낮출 수 있어 상용화 가능성이 매우 크다"고 말했다.

sds123@yna.co.kr