[대전 뉴스밴드 = 이준희 기자]

충남대학교 물리학과 김문덕 교수 연구팀이 국제 우수 저널에 논문을 게재하며 환경 가스 센서 분야 연구 우수성을 입증했다.

이번 연구 성과는 국제 우수 저널 ‘Sensors and Actuators B: Chemical’ (IF : 9.221, 상위 2.34 %)에 3월 1일자 오프라인으로 게재됐으며, 이번 연구는 Pasupuleti Kedhareswara Sairam 박사과정생이 제1저자, 충남대 강창종 교수가 공동저자, 김문덕 교수가 교신저자로 참여했다.(논문 제목: Boron doped g-C3N4 quantum dots based highly sensitive surface acoustic wave NO2 sensor with faster gas kinetics under UV light illumination)

대기 환경 오염은 각종 생명체의 건강을 위협하는 독성 및 유해 가스가 대기 중으로 방출되는 것을 말하는데 코로나19 팬데믹 기간 중 진행된 한 연구에 따르면 NO2 가스로 인한 대기 환경 오염이 높은 지역일수록 코로나19로 인한 사망률이 더 높았다.

이에 연구팀은 NO2 가스 감지 연구에 대한 필요성을 느끼고 연구를 진행한 결과, 표면탄성파(SAW) 성질이 우수한 ‘langasite(LGS) 기판’과 ‘2차원 흑연 질화탄소(2D GCN) 촉매제’의 이종접합구조(2D GCN/LGS)를 설계하고, 표면적이 극대화된 양자점(QDs) 구조로 합성함에 따라 이산화질소(NO2)에 높은 반응도를 보이는 환경 가스 센서를 제작했다.

또, 붕소(B)를 첨가(B@GCN QD)하고, 자외선(파장~365nm) 활성화 에너지를 활용하는 등의 방법을 통해 상온뿐만 아니라 다양한 온도 및 습도 조건에서도 우수한 감지 특성을 보이는 소자를 제작하는 데 성공했다.

연구팀은 이번 연구를 통해 개발된 유기 고분자 나노 복합체와 융합된 표면탄성파 소자(B@GCN QD/LGS)는 이산화질소(NO2) 감지 분야의 다목적 플랫폼으로써 활용 가능할 것으로 전망하고 있다.

김문덕 교수는 “그간 학생들이 쌓아온 연구 결과가 좋은 저널에 게재됨으로써 연구력을 인정받았다는 점을 기쁘게 생각한다”며, “후속 연구를 통해 선택도 향상 연구를 이어 나갈 예정”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국산업기술진흥원과 한국연구재단(중견 연구, 중점연구, 양자제어물성연구소, BK21 Four)의 지원을 받아 수행됐다.