실리콘 나노 센서로 폭탄·세균 테러 걱정 ‘뚝’

광나노소재연구실에서 연구에 몰두하고 있는 손홍래 교수와 장승현 박사.

국내에서 기능성 실리콘 나노소재를 이용한 화학 및 생물센서로 폭발물·화학신경제를 감지할 수 있는 기술이 개발돼 화제가 되고 있다.

조선대 광나노소재연구실 손홍래 교수는 2008년 9월부터 교육과학기술부 주관 지역혁신 인력양성사업의 일환으로 ‘기능성 실리콘 화합물을 이용한 바이오센서 개발’을 시행해 왔다. 실리콘을 기초로 하는 유기 및 무기 나노소재의 합성 및 응용 연구는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫째는 실리콘을 함유하는 유기금속 고분자의 나노입자 또는 나노응집체를 이용한 센서 분야며 둘째는 반도체 재료로 사용되는 단결정 실리콘 웨이퍼를 전기화학적으로 식각하여 그로부터 얻어지는 다공성 실리콘의 광학적 특성을 이용한 센서 개발 분야다. 이 중 손 교수는 유기금속고분자인 나노입자 및 나노응집체들을 이용하여 폭발물의 구성 성분인 TNT를 탐지하는 데 성공했으며, 다공성 실리콘을 이용하여 화학신경제를 100ppb 이하 농도를 감지하는 데 성공했다. 또 생물분자인 면역단백질 avidin 또는 streptavidin을 20pmol(10~12mol)까지 감지하는 데도 성공했다.

손 교수는 “이러한 기술들은 세계 각지에서 발생하는 폭발물 테러에 대해 폭발물과 화학신경제 등을 미리 감지하여 테러로 인한 인명 피해를 예방하는 데 목표를 두고 있다”며 “현재 폭발물과 화학신경제를 탐지하는 센서칩 개발은 완성 단계에 있고, 더 나아가 바이오센서 칩 연구개발로도 연구영역을 확대하고 있다”고 밝혔다.

이 밖에 손 교수는 “극미량의 면역단백질인 Avidin 또는 Streptavidin을 감지하는 센서 칩은 이미 개발·완성하였고, 페스트균 및 탄저균과 같은 세균을 감지하는 센서칩을 연구 중”이라고 말했다.

한편 손 교수가 개발한 초극미량 물질을 감지하는 센서기술은 이미 미국 벤처기업에 판매돼 제품으로 출시됐으며 최근에는 전 세계적으로 인기를 끌고 있는 미국 드라마 ‘CSI 마이애미’에 등장하기도 했다.

이정구 객원기자 bupdori@joongang.co.kr