나노나선 구조로 감도 80배 향상…‘ppt 단위’ 미세 성분까지 실시간 포착
  • ▲ ‘나노나선(nanohelices) 구조’라는 특수한 형태의 센서를 설계해 국제 학술지 Chemical Engineering Journal 온라인판과 3월 발간호에 게재되는 한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부 정재한 석사과정생(왼쪽)과 심영석 지도교수.ⓒ한기대
    ▲ ‘나노나선(nanohelices) 구조’라는 특수한 형태의 센서를 설계해 국제 학술지 Chemical Engineering Journal 온라인판과 3월 발간호에 게재되는 한국기술교육대학교 에너지신소재화학공학부 정재한 석사과정생(왼쪽)과 심영석 지도교수.ⓒ한기대
    한국기술교육대학교(KOREATECH) 에너지신소재화학공학부 심영석 교수 연구팀이 인간의 호흡 중 미세 성분을 정밀하게 감별할 수 있는 고성능 가스센서 개발에 성공했다. 

    이번 연구는 석사과정 정재한 학생이 주저자로 참여했으며, 세계적 권위의 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 2026년 3월호에 게재되었다.

    연구팀이 개발한 센서의 핵심은 ‘나노나선(nanohelices) 구조’에 있다. 

    기존의 평평한 센서와 달리 나선형 구조물을 층층이 쌓아 가스 분자와의 접촉 면적을 극대화했다. 

    이를 통해 기존 대비 80배 이상의 민감도를 확보했으며, 조 단위 농도인 ppt(Parts Per Trillion) 수준까지 감지가 가능한 초정밀 성능을 구현했다.

    특히 이번 기술은 고습도 환경에서도 안정적인 성능을 유지하며, 8개월간의 장기 시험에서도 초기 기능을 보존하는 등 내구성을 입증했다. 

    이는 수분이 많아 측정이 까다로웠던 호흡 분석의 고질적 한계를 극복한 것으로 평가받는다.

    심영석 교수는 “이번 연구는 호흡 속 미세 성분 측정을 위한 확고한 기술적 기반을 마련한 것”이라며, 향후 스마트 헬스케어 및 환경 감시 분야로의 확장 가능성을 시사했다. 

    이번 연구는 한국화학연구원, 홍익대, 한국생산기술연구원과의 공동 연구를 통해 이뤄졌다.