한국기술교육대 에너지신소재화학공학부 심영석 교수(오른쪽)와 정재한 석사과정생. 한국기술교육대 제공

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한국기술교육대학교는 에너지신소재화학공학부 심영석 교수 연구팀이 사람의 숨 속에 포함된 미세한 성분을 감지할 수 있는 고성능 가스 센서를 개발했다고 5일 밝혔다. 이를 활용하면 피를 뽑지 않고도 혈당을 확인하는 등 다양한 건강 상태를 분석할 수 있다.

사람 호흡에 들어 있는 아세톤 같은 휘발성 물질은 인체 대사 상태와 관련이 있다. 정밀하게 측정하면 건강 상태를 분석할 수 있는데, 숨 속에는 수분이 많고 여러 물질이 함께 섞여 있어 정확한 측정이 쉽지 않았다.

연구팀은 ‘나노나선(nanohelices) 구조’라는 센서를 설계해 이를 극복했다. 나선 모양의 아주 작은 구조물이 여러 겹 쌓여 있어 가스 분자가 센서 표면에 더 자주 부딪히도록 만든 것이 핵심이다. 촉매 역할을 하는 산화코발트(Co₃O₄)까지 얇게 덧입혀 감지 능력을 끌어올렸다.

이 센서는 기존 평평한 구조의 센서보다 약 80배 이상 민감하게 반응하는 성능을 보였다. 이를 통해 조 단위 농도 수준까지 감지가 가능한 것으로 알려졌다. 연구 성과는 향후 호흡 분석을 통한 건강 모니터링, 환경 감시 기술 등 분야로 확장할 것으로 예상된다.

김태영 기자 live@donga.com

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