KAIST, 유해가스 24시간 감시하는 센서 개발

↑ 윤 교수 연구팀이 개발한 상시 동작형 유해가스 센서의 구조 및 제작 결과. <사진제공=KAIST>

국내 연구진이 항상 유해가스를 감지해 언제 어디서든 사람을 살릴 수 있는 기술을 개발했다.
1일 한국과학기술원(KAIST)은 윤준보 전기및전자공학부 교수 연구팀이 독자 기술로 개발한 나노 소재 '나노린'을 통해 상시 동작이 가능한 초저전력 유해가스 감지 센서를 개발했다고 밝혔다. 나노린은 완벽하게 정렬된 나노와이어 다발들이 공중에 떠 있는 구조를 지칭하는 용어다.
윤 교수 연구팀이 개발한 유해가스 감지 센서는 초저전력 기술로로 언제 어디서든 사용이 가능하다. 심지어 스마트폰과 같은 휴대용기기에 붙일 수 있는 형태로 개발됐다. 소형화가 쉽고 저렴해 많이 사용되던 금속산화물 기반 센서는 다량의 열을 방출하고 소비 전력이 많아 휴대용 기기에 적용하기에 어려움이 많았다. 윤 교수 연구팀은 독자적인 나노 공정 기술을 통해 이같은 문제를 해결했다.
나노 소재는 미래 센서 기술의 핵심으로 주목받고 있지만 원하는 위치에 정렬된 형태로 구현하는데 어려움이 많다. 제조 방법상 크기 제어도 쉽지 않다. 윤 교수 연구팀은 나노린을 통해 이같은 한계를 극복했다. 나노린은 기존 나노 소재 제작 방법과는 다르게 일반적인 반도체 공정을 기반으로 제작된다. 이 덕분에 대량생산이 가능하고 산업적 활용 가치 또한 매우 높다. 연구팀은 나노린을 초저전력 나노 히터에 활용해 나노 소재의 열 고립 효과로 기존 마이크로히터의 한계를 뛰어넘는 초저전력 고온 구동에 성공했다. 또 나노 히터에 완벽하게 정렬된 형태의 금속산화물 나노와이어를 일체형으로 집적해 가스 센서로 응용했다. 이를 통해 윤 교수 연구팀은 스마트폰 내장에 적합한 수준의 낮은 소비 전력으로 일산화탄소 가스 검출에 성공했다.
이번 연구를 주도한 윤 교수는 "상시 동작형 가스 센서는 언제 어디서나 유해가스의 위험을 알려주는 '스마트폰 속 카나리아'로 활용이 기대된다"고 연구결과를 소개했다. 카나리아는 과거 광부들이 유해가스로부터 생명을 지키기 위해 사용했던 새다. 한편 이번 연구는 지난달 12일 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈 (Advanced Functional Materials)'에 온라인으로 게재됐으며 연구 내용의 우수성을 인정받아 오프라인 저널의 후면 표지논문으로 선정됐다.
[이종화 기자]