한국과학기술연구원(KIST)은 전자재료연구센터 장지수 선임연구원 연구팀이 미국 예일대 종밍장 교수팀과 공동연구를 통해 극한 환경에서도 유해가스 감지 성능을 높인 새로운 고분자 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

고분자는 유연하고 가벼워 웨어러블 전자기기 등에 활용되나 전기적 전도성이 낮은 게 단점이다. 이를 위해 특정 물질을 섞어 전도성을 높이는 고분자들이 개발되고 있으나 합성에 독성 용매가 쓰이는 경우가 많고, 전도성을 크게 높이기도 어려웠다. 이에 연구팀은 이온성 작용기 그룹을 고분자 구조에 도입해 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 고분자를 개발했다.

이 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체를 결합해 전하 운반체 밀도를 높여 전도성을 키웠으며, 여기에 연구팀은 고분자 구조를 유해가스인 이산화질소를 검출하는 데 특화했다. 이렇게 개발한 'N-PBTBDTT' 센서는 다른 고분자 센서와 달리 80%의 높은 습도와 200도 이상 고온에서도 내구성이 뛰어났으며 2ppb(10억분의 1) 농도에서도 가스를 검출하는 성능을 보였다고 연구팀은 설명했다.

장 선임연구원은 "습도나 온도에 약한 기존 고분자 센서와 달리 극한 환경에서도 잘 견디는 센서를 개발했다"며 "기존 고분자와 달리 친환경 공정으로 만들 수 있어 활용도가 높을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 지난 6월 국제학술지 '어드밴스트 펑셔널 머터리얼스'에 실렸다.