기존 검출촉매보다 금사용량 90% 이상 줄이고도 감도는 25배 우수

많은 사람들의 기억 속에 사라졌지만 1991년 3월 경북 구미시에 있는 두산전자의 페놀원액 저장탱크에 연결된 파이프라인이 파열되면서 독성물질인 페놀이 경상도 지역 취수원이었던 낙동강으로 흘러들어가 큰 문제가 일어난 적이 있었다.

페놀은 독성이 강하고 피부 부식성 때문에 유독물질로 분류돼 있는 무색의 악취를 풍기는 화학물질이다. 석탄산이라고도 불리는 페놀은 3~5%로 희석해 살균제나 소독약으로도 사용된다. 그러나 페놀유출사태처럼 원액이 자연환경에 그대로 흘러들어갈 경우 심각한 건강상 문제를 일으킬 수도 있다. 국내 연구진이 페놀류를 현장에서 즉시 검출할 수 있는 고감도 물질을 저렴하게 만드는 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국기초과학지원연구원 환경소재분석본부 김해진 박사와 인하대 의학전문대학원 허윤석 교수 공동연구팀은 적은 양의 페놀도 정확하게 검출해 낼 수 있는 전기화학 센서를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경화학 분야 국제학술지 ‘ACS 서스테이너블 케미스트리앤엔지니어링’ 최신호 표지논문으로 실렸다.기존에도 페놀류를 검출하는 센서가 있었는데 귀금속인 금을 촉매로 해 제작비용이 비싸고 감도가 다소 떨어지는 경향이 있었다. 그러나 연구팀은 반도체의 일종인 황화아연 나노막대에 금나노입자를 입혀 기존보다 92% 정도 금을 절약할 수 있으면서도 25배 이상 감도가 우수한 촉매를 만들었다. 연구팀은 주변의 오염수를 대상으로 이번에 개발한 촉매로 실험해본 결과 다양한 페놀류 이온과 독성물질을 검출하는데 성공했다.

김해진 기초지원연 박사는 “이번 촉매는 나노막대와 금이온수용액에 햇빛을 쬐어주는 광증착 공정만으로도 쉽게 만들 수 있어 화학물질 사용을 최소화하는 친환경 공정으로 제작된다”라며 “촉매는 페놀의 독성물질과 반응하면 전자를 주고받는 산화환원 반응을 일으키는데 이 때 만들어지는 전류값을 통해 고감도로 검출하는 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr