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기능성재료 기반의 유기인 화합물 탐지기술 동향

전문가 제언: ○ 경작면적과 기술발전, 종자개량과 수질관리 및 효과적인 살충제 사용으로 농업 생산성이 크게 높아졌다. 그러나 농약이 통제되지 않고 쓰이고 오랜 기간 환경에 남아 있게 되어 오염은 지속가능한 발전을 추구할 때 가장 경각심을 울리는 하나의 요인이다. 유기인계 농약은 1939년 HETP(HexaEthyl Tetra Phosphate)가 살충제로 개발되면서 발전하게 되어 파라티온, 말라티온을 비롯하여 100여 가지가 상용화 되었다.

○ 화학작용제 중에서 독성이 가장 강한 신경작용제는 구조가 비슷하며 매우 적은 양으로도 사람이 죽을 수 있어서 군사용으로나 테러리즘에 쓰인다. 신경작용제에는 1995년 옴 진리교 신도들이 동경 지하철에 살포하여 13명이 사망하고 6,300 여명이 피해를 입어 일본을 경악케 하였던 사린(GB)을 비롯하여, GA와 GD 등의 G 계열과 V 계열이 있다.

○ 유기인제는 매우 낮은 수준에 노출되더라도 심각한 건강문제가 발생할 수 있어서 전 세계 정부들은 식품, 수돗물과 음용수, 해수, 토양 및 일반 환경에 대하여 엄격한 규제를 가한다. 유기인 농약과 신경작용제를 정기적이고 편리하게 감시하는 탐지체계는 사회적인 요구에 맞추기 위해 계속 연구해야 할 중요한 분야이다.

○ 탐지체계는 1) 넓은 탐지범위, 특이성, 감도와 견고성, 2) 빠른 대응시간, 3) 현장 전개, 4) 정성과 정량분석 5) 비용효용성 및 6) 신호변환 방식의 편이성을 갖추어야 한다. 바이오센서, 광학 센서, 전기화학 센서 등에 금속산화물 나노입자, 양자점, 그래핀 등 기능성 재료/나노재료를 활용하면 빠르고 민감하며 쓰기 편한 해결책이 된다.

○ 화학 작용제 탐지기술은 전쟁이나 테러리즘에서 병사들과 시민을 보호해야 하는 특성 때문에 국방과학기술 분야에서 매우 중요하다. 현장뿐 아니라 원거리탐지도 필요하다. 우리나라에서는 이온 이동도를 활용한 휴대형 탐지기가 개발되어 운용되고 있다. 나노 입자, 양자점, 그래핀 등의 기능성 재료기반의 센서 기술로 아주 낮은 농도를 탐지할 수 있는 휴대형 탐지기는 물론 원거리 탐지체계 연구가 진행되고 있다.

저자: Pawan Kumar, Ki-Hyun Kim, Akash Deep
자료유형: 니즈학술정보