카이스트 김일두 교수팀 연구
저렴한 전기방사 기법으로 온도변화 측정 센서 개발
휴대 가능한 개인 헬스케어 진단기기 활용 기대

카이스트 제공
온도 변화 측정 나노섬유
카이스트 제공
카이스트 신소재공학과 연구팀은 온도에 반응하는 색 변화 염료를 나노섬유 멤브레인에 적용해 체온 변화를 육안으로 쉽게 감지할 수 있는 초고감도 센서 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노 과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다.
색 변화 센서는 육안으로 온도, 산성도(pH) 같은 물리화학적 변화를 감지할 수 있다. 일반적으로 필름 형태로 온도 감응 색 변화 센서를 적용하는데 염료가 필름 내부에 갇혀 자극에 대한 색 변화 감도가 낮다.
연구팀은 온도 감응 색염료를 나노섬유 멤브레인에 결합시키는 방식을 개발했다. 이번 기술은 사람의 체온 범위인 31.6~42.7도에서 기존 색 변화 센서보다 민감도를 최대 5배 이상 높은 것으로 확인됐다. 전기 방사 기술을 이용해 합성한 다공성 나노섬유 멤브레인은 필름 타입 센서보다 빛 투과율이 높아 외부 자극 변화에 민감하게 반응할 수 있다.
이번에 개발된 기술은 나노섬유의 밀도와 기공 구조를 더욱 세밀하게 조절해 색 변화 강도와 민감도를 변화시킬 수 있다.
연구를 이끈 김일두 카이스트 교수는 “기존의 필름 타입이 아니라 색 변화 염료를 나노섬유에 입히는 전기방사 기법을 활용함으로써 밀도와 정렬 방향을 조절해 민감도와 반응성을 극대화할 수 있다”고 설명했다. 김 교수는 “전기방사 기법은 비용이 적게 들고 대량 생산이 가능하기 때문에 상용화 가능성이 크다”며 “센서를 사용할 때 별도의 전원이 필요없기 때문에 언제 어디든 간편하게 사용할 수 있고, 휴대가 가능한 개인 헬스케어 진단기기로 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
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