플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

‘외부현상(Epizoochory)’의 메커니즘 소개 및 나노플라스틱 검출 개략도 / 사진. 성균관대학교

성균관대학교는 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀이 전기화학 기반의 ‘범용 나노플라스틱 센서’를 지난 7월 10일(목)개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 복잡한 환경 시료에서도 나노플라스틱을 고감도로 정밀하게 분석할 수 있어, 실시간 환경 오염 진단의 새 전기를 마련할 것으로 기대된다.

연구팀은 식물의 씨앗이 동물의 털에 달라붙어 이동하는 ‘외부현상(Epizoochory)’ 현상, 일명 ‘도깨비풀’에서 착안했다. 이 원리를 응용해, 나노플라스틱 입자를 특정 단백질에 붙이고, 다시 분리하는 생물모사 기반 센서 구조를 구현했다.

센서의 핵심은 전극 표면에 기능화된 아밀로이드 올리고머 단백질이다. 이 단백질이 나노플라스틱과 상호작용할 때 발생하는 전기 신호 변화를 통해 나노 수준의 입자까지도 검출할 수 있도록 설계됐다. 특히 센서 표면에 금 나노구조 기반 미세 돌기를 도입해 단백질의 부착력을 높이고, 감지 민감도를 극대화함으로써 기존 기술보다 500배 이상 향상된 감지 민감도를 확보했다.

또한 이 기술은 단순한 실험실 환경을 넘어, 물벼룩, 날치알, 인체 혈청과 같은 실제 시료에서도 높은 정밀도와 재현성을 입증했다. 이는 센서가 다양한 환경 조건에서도 안정적인 성능을 유지하며, 실제 오염 진단에 적용될 수 있다는 가능성을 보여주는 결과다.

성균관대학교 박진성 교수는 “이번 기술은 환경, 식품, 생체 시료 등 다양한 조건에서도 나노플라스틱을 정밀하게 분석할 수 있는 세계 최초의 범용 플랫폼”이라며 “고가의 분석 장비 없이도 현장에서 실시간 분석이 가능해, 향후 수질, 토양, 식품 안전 관리 등 다양한 분야에서의 실용화가 기대된다”라고 말했다.

이번 연구는 고려대학교, 한국교통대학교와의 공동연구로 수행됐으며, 환경공학 분야 세계적 권위 학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다.