최근 미세먼지, 황사 등 각종 공기 오염에 대한 불안감이 커지는 가운데 공기 오염도에 대한 측정 기술의 필요성도 커지고 있다.

KAIST 기계공학과 박인규 교수팀은 스마트폰 등 모바일 기기에 탑재 가능한 초소형, 초절전 공기 오염 측정 센서를 개발했다고 24일 밝혔다.

현재 사용되고 있는 공기 오염 측정 센서는 소모 전력과 부피가 크고 가격이 비싸다. 또한, 유해 물질 종류에 따라 각각 다른 측정 기기를 써야 해서 측정 시 정확도가 낮았다. 일반인들은 기상청이나 언론을 통해 제공되는 대략적인 정보에 의존할 수밖에 없었다.

박인규 교수팀은 대표적으로 공기 오염 측정에 사용되는 센서 소재인 반도체성 금속산화물 나노소재 기반의 전자칩을 제작하였다.  가로·세로 1㎝, 두께 0.5㎜ 크기의 전자칩은 일산화탄소·이산화질소·암모니아·황화수소·아황산가스·미세 먼지 등 공기 속 물질과 반응해 공기 오염 여부를 알려준다.

이 기술은 다종의 센서용 나노소재를 적은 양으로도 동시제작 할 수 있어 모바일 기기에 탑재할 초소형, 초절전 가스 센서를 만들 수 있다. 이는 고밀도 전자회로, 바이오센서, 에너지 발전소자 등 다양한 분야에 응용이 가능하고, 특히 소형화 및 소비전력 감소에 어려움을 겪는 휴대용 가스센서 분야에 혁신을 가져올 것으로 예상된다. 즉, 스마트폰 등 휴대용 기기에 공기 오염 측정 기능을 추가해 바로 주변 공기 상태를 확인할 수 있다.

박 교수는 “모바일 기기용 공기 오염 센서 뿐 아니라 바이오센서, 전자소자, 디스플레이 등의 다양한 융합기술 발전에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 1월 30일 자 온라인 판에 게재됐다. 

글. 전은애 기자