국민대학교(총장 정승렬) 응용화학부 김형민 교수 연구팀이 물속에 존재하는 마이크로 및 나노 크기의 미세 플라스틱을 실시간으로 포집하고 분석할 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다.

▲국민대학교 김형민 교수 연구팀(왼쪽부터 이지원 석사, 박수빈 박사, 김형민 교수)
 

이번 연구 성과는 분석과학 분야 세계적 권위지인 ACS Sensors(2024 JCR 상위 3.6%)에 게재되었다. 해당 논문은 학술지 커버 논문으로도 선정돼 연구의 우수성을 인정받았다. 이번 연구에는 이지원 석사(현 동우화인켐 연구원)와 박수빈 박사(현 한국과학기술연구원 박사후연구원)가 주저자로 참여했다.

미세 플라스틱은 5mm 이하의 아주 작은 입자로, 산업 공정과 일상생활 속에서 지속적으로 발생해 최종적으로 해양에 누적되어 인체와 생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있는 원인으로 지목돼 왔다. 그러나 물속에 넓게 분포하는 미세 플라스틱의 분포 특성과 풍화 과정을 정밀하게 분석하는 일은 과학계의 오랜 과제로 남아 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 선형 광학 집게(Optical line tweezer)와 초분광 라만 기술을 결합한 새로운 검사 장비를 개발했다. 해당 장비는 레이저를 이용해 흐르는 물속의 미세 플라스틱 입자를 선형으로 포획하고, 물의 간섭 신호를 효과적으로 배제함으로써 입자의 크기·형태·종류를 정밀하게 구분할 수 있다. 또한 나노 크기의 초미세 입자까지 연속적으로 측정할 수 있어 수중 플라스틱 분석의 정확도를 크게 향상시킨 것으로 평가된다.

김형민 교수는 “이번 기술은 수중 미세 플라스틱뿐 아니라 다양한 화학·바이오 물질을 대상으로 전수 분석과 실시간 모니터링이 가능한 기반을 마련했다는 데 의미가 있다”고 밝혔다.

이번 연구는 한국과학기술연구원(KIST) 나노포토닉스연구센터 김재헌 박사 연구팀과의 공동 연구로 수행됐으며, 한국연구재단의 나노·소재기술개발사업 및 중견연구지원사업의 지원을 받아 진행됐다.