나노기술 및 정책 정보

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한국기초과학지원연구원 김해진 박사 연구팀은 인하대학교 허윤석 교수 연구팀과 공동연구를 통해 유독성 물질인 페놀류를 현장에서 즉시 검출할 수 있는 고감도·저비용 전기화학 촉매 개발에 성공함. 연구팀은 황화아연 반도체 나노막대에 금 나노입자를 입힌 복합체를 활용해 금 촉매의 8% 분량의 금만 사용하면서도 25배나 감도가 뛰어난 촉매를 개발함. 나노막대는 복합체로 만들었을 때 전기신호가 한 방향으로 빠르게 이동할 수 있어 감도가 좋고 사용 후 검출능력의 회복도 빠른 전기화학 촉매로 활용이 가능함. 또한 나노막대와 금 이온 수용액에 태양빛을 쬐어주는 광증착 공정만으로 금 나노입자가 반도체 표면에 직접 접착되기 때문에 화학적 용매의 사용을 최소화 하는 친환경 공정으로 제작이 가능함. 이렇게 제작된 촉매는 페놀류의 독성물질과 반응하게 되면 전자를 페놀류에게 내어주는데, 이때 일어나는 산화/환원 반응에 따라 생성되는 전류 값을 읽어내는 원리로 독성물질인 페놀류를 고감도로 검출하게 됨. 연구팀은 주변 오염수를 대상으로 한 실험을 통해 다양한 페놀류의 이온 및 독성물질 후보군들을 검출, 촉매의 높은 감도 및 신뢰도를 확인함. 이번 성과로 고감도·저비용 전기화학센서 만들어 값비싼 금촉매를 대체할 수 있을 것으로 기대함

※ ACS Sustainable Chemistry & Engineering 게재