국민대 김형민 교수 연구팀, 수중 미세플라스틱 실시간 포획·분석 기술 개발

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

국민대학교는 응용화학부 김형민 교수 연구팀이 물속에 존재하는 마이크로·나노 크기의 미세플라스틱을 실시간으로 포집하고 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구 성과는 분석과학 분야 국제학술지 ACS Sensors(2024 JCR 상위 3.6%)에 게재됐다. 논문은 학술지 커버 논문으로도 선정됐다. 연구에는 이지연 석사(현 동우화인켐 연구원)와 박수빈 박사(현 한국과학기술연구원 박사후연구원)가 주저자로 참여했다.

미세플라스틱은 5㎜ 이하의 작은 입자로, 산업 공정과 일상생활에서 지속적으로 발생한다. 최종적으로 해양에 누적돼 인체와 생태계에 영향을 줄 수 있는 원인으로 지목돼 왔다. 다만 물속에 넓게 분포한 미세플라스틱의 분포 특성과 풍화 과정을 정밀 분석하는 일은 기술적 제약으로 과학계의 과제로 남아 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 선형 광학 집게(Optical line tweezer)와 초분광 라만 기술을 결합한 검사 장비를 개발했다. 레이저를 이용해 흐르는 물속의 미세플라스틱 입자를 선형으로 포획하고, 물의 간섭 신호를 배제해 입자의 크기와 형태, 종류를 정밀하게 구분할 수 있도록 했다. 나노 크기의 초미세 입자까지 연속 측정이 가능해 수중 플라스틱 분석 정확도를 크게 높였다는 설명이다.

김 교수는 “이번 기술은 수중 미세플라스틱뿐 아니라 다양한 화학·바이오 물질을 대상으로 전수 분석과 실시간 모니터링이 가능한 기반을 마련했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

연구는 한국과학기술연구원(KIST) 나노포토닉스연구센터 김재헌 박사 연구팀과 공동으로 수행됐다. 한국연구재단 나노·소재기술개발사업과 중견연구지원사업의 지원을 받아 진행됐다.