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화학센서용 생체고분자 물질에 기능적으로 흡착된 단일벽 탄소나노튜브

전문가 제언: ○ 가스, 화학물질, 냄새 등의 검출에 사용되는 화학센서는 오래 전부터 많은 관심과 연구개발 노력이 이루어져 왔다. 센서는 화학, 제약, 식품, 환경관리, 의료분야 등 광범위한 분야에서 사용되고 있으며, 신속성, 선택성, 민감성, 내구성, 저소비 전력, 집적화, 어레이화 등의 특성이 요구된다. 최근에는 개의 코와 같은 고감도 후각기관을 모방하여 휘발성 유기화합물 분석에 사용되는 화학센서를 패턴인식 어레이 형태로 제조한 일명 전자코(electronic nose)라 하는 센서의 개발이 주목되고 있다.

○ 미국특허 2008/0274912 A1은 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)에 단일줄기 DNA와 같은 생체 고분자 물질을 기능적으로 흡착시킨 전계효과 소자가 포함된 전자코로서 기능하는 전기화학적 전계효과 센서에 관한 제조기술이다. 생물 고분자 물질은 CNT에 대해 국부 전기장의 세기에 영향을 주는 최소한 하나의 표적 분자종과 상호 작용하는 능력을 가진다. 생물 고분자 물질이 검출된 분자종과 상호 작용함에 따라 CNT 내에 변조전류가 흐르게 된다. 대부분의 경우, 이 센서를 사용함으로써 표적 분자종의 양이나 농도를 정량화하는 것이 가능하다.

○ 현재 선진국에서는 다양한 형태의 가스센서와 패턴인식 기법을 적용한 고정용 및 휴대용 전자코 시스템이 개발되었다. 영국에서는 주로 전도성 고분자 센서를 사용하고 있고, 프랑스에서는 금속산화물 반도체 센서를, 독일에서는 두 종류 모두 사용한 전자코가 시판되고 있다. 미국에서는 전화기에 전자코를 부착하여 통화하는 사람의 건강상태를 진단할 수 있는 시스템이 개발되었다.

○ 우리나라의 경우, 냄새(악취)도 대기오염의 한 형태로 규제 대상임에도 불구하고 인체에 치명적인 물질이 아니면 등한시되어 연구 활동이 부진한 상태이다. 따라서 여러 제반 조건의 미비로 인해 다른 공해 분야에 비해 분석 및 대응기술이 거의 전무한 상태이다. 공기 중의 냄새에 대한 측정 방법이 확립되지 않으면 사실상 우리나라 실정에 맞는 규제기준을 설정할 수 없으므로 냄새 측정과 분석기술의 개발이 시급한 과제이다.

저자: The Trustees of the University of Pennsylvania, Monell Chemical Senses Cennter
자료유형: 특허정보