국립한밭대는 기계공학과 하지환 교수 공동 연구팀이 '표면증강 라만 산란(SERS)' 기술을 이용해 육류나 생선, 채소, 과일 등의 신선도와 영양성분, 유해 물질을 포장재를 뜯지 않고도 탐지할 수 있는 광학식 센서 기반 실시간 식품 품질 모니터링 플랫폼을 개발했다고 19일 밝혔다.

표면증강 라만 산란은 빛이 물질을 통과할 때 나타나는 고유한 스펙트럼인 라만 산란 신호가 금속 표면에서 비약적으로 증폭되는 현상으로 극미량의 병원균, 유해 물질, 환경호르몬 등을 검출하는 기술로 다양하게 활용된다.

하 교수와 고려대 세종캠퍼스, 한국기계연구원 공동 연구팀은 이러한 SERS 기술을 응용, 전기방사 미세 섬유 위에 나노 전사 인쇄 공정이 접목된 세계 최초의 섬유 위 미세 구조체 정전기적 직접 전사 기술을 활용한 나노 구조 SERS 기판을 제작했다.

이를 통해 식품의 영양성분, 부패 정도, 신선도를 즉각적 비파괴 방식으로 확인했다.

나아가, 고신축성 기능성 소재를 섬유화해 신축성과 항균 기능을 갖춘 식품 포장지를 개발, SERS 기판과 결합해 다양한 식품에 적용할 수 있는 유연 센서 플랫폼도 개발했다.

이 센서 포장재는 식품 유통·보관 과정에서 실시간으로 품질을 감지할 수 있다.

포장을 열지 않고도 내용물의 부패 여부나 유해 물질 존재를 확인할 수 있어 새로운 식품 신선도 관리와 안전성 검사방법을 가져올 것으로 연구팀은 기대했다.

또 포장재에 포함된 항균 기능은 식품의 부패를 지연해 신선도를 오래 유지하는 데 도움을 준다고 설명했다.

하 교수는 "이 센서 포장 기술은 스마트 포장재 상용화 단계로 나아가는 중요한 토대가 될 수 있다"며 " 식품 유통 신선도 모니터링과 안전성 평가에 활용되면 식품 폐기물 감소와 소비자 먹거리 안전 향상에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 결과는 재료·나노과학 분야 국제학술지 '스몰(Small)'에 온라인 게재됐다.