건국대, 나노소재 활용 고속 수은 검출 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 건국대 연구진이 금속 나노소재를 활용, 수은을 1분 내 검출하는 기술을 개발했다.

사진=건국대 제공

건국대는 전봉현 시스템생명공학과 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀다고 23일 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부가 주관하는 중견연구자사업 등의 지원을 받아 수행했다. 연구결과는 국제 저명학술지(ACS Applied Nano Materials)‘에 게재됐다.

연구팀은 실리카-은 복합 나노소재를 무기수은이 미량 함유된 시료와 혼합하면 소재 표면에서 아말감과 은 나노입자의 융합(coalescence) 구조가 형성된다는 것을 발견했다. 이어 복합 나노소재가 수은에 반응하는 표면 구조에 주목, 표면증강 라만분광법(SERS) 기반의 수은 검출법을 활용했다.

해당 기법은 금속 나노소재 표면에서 발생하는 표면 플라즈몬 공명으로 흡착된 분자 고유의 ’라만 산란 신호‘를 비약적으로 증폭시키는 분석 기법이다. 아주 미량의 분자도 검출할 수 있어 수많은 유기물 검출에 활용되고 있다.

연구팀은 라만 리포터가 도입된 실리카-은 복합 나노소재를 무기수은의 검출을 위한 SERS 기질로 사용했다. 수은에 반응해 변형된 표면 구조는 억제된 SERS 활성을 나타냈으며, 무기수은의 농도와 일정한 관계를 보여 정량 검출 시스템으로써 활용 가능성도 확인했다.

이번 연구로 개발된 복합 나노소재 기반의 검출 시스템은 1분 이내에 164 ppb 수준의 무기수은을 검출할 수 있다. 또한 기존 검출법의 단점도 개선했다. 연구팀은 “이번에 개발한 검출 시스템의 간편성·신속성·재현성에 기반해 시료 내 수은 화학종을 검출, 정량함으로써 중금속 노출 환경에 대한 신속한 실태 조사에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.