“스마트폰으로 유해가스 감지한다”…‘나노소재 기반 초저전력 센서’ 나와

KAIST 윤준보 교수팀, 나노린 활용해 낮은 전력서 작동
'스마트폰 속 카나이라'로 활용..가스사고 예방에 기여
밀폐된 공간에서 유해가스를 감지해 인명사고를 예방할 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST는 윤준보 전기및전자공학부 교수 연구팀이 독자 개발한 나노소재 '나노린'을 이용해 낮은 전력으로 상시 작동할 수 있는 '유해가스 감지 센서'를 개발했다고 1일 밝혔다.

나노린은 정렬된 나노와이어(나노미터 두께의 얇은 줄) 다발들이 공중에 떠 있는 2차원 물질이다. 기존 금속산화물 기반의 가스 센서는 소형화와 저렴한 생산단가 등으로 많은 산업에 활용할 수 있지만, 다량의 열과 히터 등 높은 소비 전력이 필요하기 때문에 스마트폰와 같은 휴대용 기기에 적용하기 어렵다.

연구팀은 나노린을 반도체 공정을 기반으로 제작해 독특한 전기적·화학적 특성은 유지하면서 크기를 제어해 원하는 위치에 정렬된 형태로 구현하도록 만들었다. 이를 위해 나노린을 초저전력 나노히터에 적용한 결과, 나노소재가 지닌 고유의 열 고립 효과를 통해 열을 획기적으로 줄여 기존 마이크로 히터의 물리적 한계를 뛰어넘는 초저전력 상황에서 고온으로 작동했다.

또 정렬된 형태의 금속산화물 나노와이어를 일체형으로 집적해 가스센서에 적용, 스마트폰에 사용할 수 있을 정도의 낮은 소비 전력으로 일산화탄소 가스를 검출하는 데 성공했다.

윤준보 KAIST 교수는 "과거 광부들이 일산화탄소 감지를 위해 탄광에 데리고 갔던 카나리아 새처럼 유해가스 감지 센서를 '스마트폰 속 카나리아'로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(지난달 12일자)' 온라인판에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr