| 초록 |
일반적으로 인체 내에서 과량의 활성산소가 생성되면 여러 질병들이 유발하게 된다. 활성산소 중 하나인 과산화수소는 수소와 산소의 화합물로 인체 내에서 적당한 양이 있는 경우엔 산화환원 반응을 통해 성장인자와 호르몬에 반응하여 세포를 성장시키는 장점이 있다. 그러나 일정량이 초과되면 DNA 손상을 일으켜 각종 질병이 유발되는 단점이 있다. 대표적인 질병으로는 노화, 동맥경화, 파킨슨병, 백내장 등이 있다. 과산화수소를 검출하는 방법으로는 질량 분석기(mass spectrometry)와 푸리에 변환 적외선 분광기(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)에 결합된 기체 크로마토그래피 및 액체 크로마토그래피가 활용되고 있다. 그러나 이 기술들은 과산화수소 증기를 측정하기 위해서 부피가 매우 크고 고가이며 측정 시간이 오래 걸리는 단점을 가지고 있다. 따라서 신뢰할 수 있으며 사용하기 쉽고 휴대가 가능한 과산화수소 측정기가 요구되고 있다. 이러한 문제점의 해결 방안으로 상온동작, 저렴한 가격, 화학 저항성 등의 우수한 장점을 가지는 반도체 센서가 주목받고 있다. 본 연구에서는 고감도와 고선택성을 가지는 과산화수소 센서 제작을 위해서 과산화수소에 특이적인 반응성을 가지는 포르피린(porphyrin) 나노파이버(nanofiber)가 합성된 후, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)와의 혼합을 통해 과산화수소 센서의 감지막이 제작되었다. 과산화수소 센서는 0.1 ppm 부터 10 ppm 까지의 농도 범위에서 측정되었으며, 0.1 ppm의 농도에서 약 28%의 반응성(response)이 확인되었다. 또한, 과산화수소를 제외한 일산화탄소(CO), 암모니아(NH3), 톨루엔(C7H8) 가스에서는 과산화수소 센서의 반응성이 나타나지 않는 고선택성이 얻어졌다. 앞으로 포피린 나노파이버의 크기에 따른 과산화수소에 대한 센싱연구가 더 필요한 상태이진만, 추후 포피린 나노파이버를 이용한 고감도/고선택성 과산화수소 센서의 상용화도 가능할 것으로 기대된다. |
