KISTI의 과학향기

정호상 한국재료연구원 나노바이오융합연구실 선임연구원팀이 빛을 이용해 미세 플라스틱을 현장에서 신속하고 고감도로 검출하는 기술을 개발했다. 이 검출 키트 기술은 간단한 주사기 필터로 미세 입자를 거르는 형태로, 전 처리 과정없이 20분 이내로 미세 플라스틱의 종류와 개수, 분포 등을 파악할 수 있다.

 

미세 플라스틱은 작은 입자 형태로 동식물 체내에 축적될 뿐만 아니라, 먹이사슬을 통해 인간 신체에 유입돼 치명적인 악영향을 끼친다. 게다가 생활 속에서 흔히 접하는 생수병, 과자봉지에서도 검출된다고 알려져 있다. 그러나 마이크로(μ)~나노(n) 크기의 작은 미세 플라스틱을 현장에서 빠르게 검출할 방법은 아직 나타나지 않은 상황이다.

 

연구팀은 마이크로 스케일의 기공을 가지는 종이필터 표면에 미세 플라스틱을 포집할 수 있는 나노 포켓(nano pocket) 형태의 플라즈모닉 소재를 합성해, 포집된 미세 플라스틱의 광학 신호를 증폭할 수 있도록 만들었다. 주사기를 통해 미세 플라스틱이 포함된 시료를 통과시키면, 나노 포켓형 플라즈모닉 소재상에서 미세 플라스틱의 라만 분광 신호가 증폭되어 고감도 검출이 가능해진다.

 

더 나아가 연구팀은 미세 플라스틱의 고유한 라만 분광 신호를 인공지능(AI)에게 미리 학습시켜, 환경 시료 내에 방해 요소가 있더라도 획득한 신호가 미세 플라스틱에 해당하는지를 판단하도록 했다. 연구 결과, 검출 키트는 복잡한 환경에서도 미세 플라스틱의 존재 뿐만 아니라 농도와 분포, 종류까지 식별할 수 있었다.

 

정호상 선임연구원은 “미세 플라스틱의 인체 위험성이 보고되면서 향후 플라스틱 제품 및 식음료 용기에 대한 규제로 이어질 수 있다”며 “이 기술이 상용화되면 미세 플라스틱을 좀 더 쉽고 빠르게 보편적으로 검출하는 기술이 보급될 것”이라고 말했다.

 

해당 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 게재됐다.