흑연 입자 활용 ‘수중 중금속’ 신속ㆍ간편 측정한다

흑연 입자를 이용해 물속의 중금속을 빠르고 간편하게 검출할 수 있는 휴대용 장비를 국내 연구진이 개발했다.

한국환경산업기술원은 흑연을 원료로 하는 '그래핀'이 특정 파장에서 빛을 내는 원리를 활용해 수중 중금속을 측정하는 휴대용 장비를 개발했다고 11일 밝혔다.

그래핀은 탄소원자로 만들어진 벌집 형태의 나노 소재다. 강도가 세고 열전도성이 높으며 전자의 이동이 빠른 장점 덕에 활용분야가 다양해 '꿈의 물질'로 불린다.

이제까지 수중 중금속을 측정하려면 현장에서 시료를 채취해 실험실에서 약 하루 정도 정밀 측정을 해야 했다. 하지만 새 장비는 30분 만에 10억분의 1 단위(ppb)까지 자세히 측정할 수 있다.

분석 시료로 채취한 액체를 장비에 몇 방울 떨어뜨리면 그래핀 측정판을 통과하면서 중금속 종류별로 각각의 DNA 압타머(Aptamer)와 반응하는 원리를 이용한다.

DNA 압타머는 특정 단백질이나 효소를 인식하는 DNA다. 특정 물질과 높은 친화도를 갖고 있어 '표적 중금속'에 쉽게 결합해 해당 중금속을 검출하게 된다.

이번 장비로는 카드뮴, 구리, 납, 비소 등 4가지 중금속을 검출할 수 있다. 향후 크롬, 니켈 등 다른 중금속도 검출하는 기술을 개발할 계획이다.

기존의 측정 장비는 해외에서 들여온 5000만∼1억원 대의 고가였지만, 국내 기술로 개발한 휴대 장비는 1000만원 이하로 저렴한 것이 특징이다.