인하대, ‘자가 나노렌징’ 효과 세계 최초 규명

고가 특수장비 수준 정확도 확보
먹는 샘물 안전 관리 대중화 지평

신동하 인하대 화학과 교수 연구팀이 규명한 나노플라스틱 입자가 빛과 반응할 때 스스로 신호를 증폭시키는 '자가 나노렌징(Self-nanolensing)' 효과 모식도./제공=인하대

인하대학교는 신동하 화학과 교수 연구팀이 최근 나노플라스틱 입자가 빛과 반응할 때 스스로 신호를 증폭시키는 '자가 나노렌징(Self-nanolensing)' 효과를 세계 최초로 규명했다고 19일 밝혔다.

나노플라스틱(1마이크로미터 미만의 입자)은 크기가 너무 작아 빛을 산란시키는 신호가 매우 약하다. 그렇기에 기존에는 신호를 억지로 키우기 위해 복잡한 전처리를 거치거나, 수억 원을 호가하는 초고속 레이저 장비(SRS 등)를 사용하는 게 상식처럼 여겨졌다.

연구팀은 나노플라스틱 자체가 마치 작은 돋보기처럼 빛을 한곳으로 모아 라만 신호를 최대 35배까지 스스로 증폭시킨다는 사실을 확인했다. 해당 원리를 적용해 직접 개발한 저가의 일반 라만 분광 시스템으로 실제 시중에 유통되는 생수를 분석했으며, 그 결과 125nm(나노미터) 크기의 아주 작은 입자까지 명확하게 식별해 내는 데 성공했다.

특히 이번 기술로 측정된 생수 내 나노플라스틱의 농도와 종류는 기존의 가장 정밀한 고가 장비로 분석했을 때와 거의 동일한 수준으로 나타났다. 이는 막대한 예산을 들여 특수장비를 도입하지 않고도, 연구팀이 제시한 저가형 시스템만으로 생수 제조 공정이나 유통 과정의 오염도를 충분히 감시할 수 있음을 입증한 것이다.

이번 연구는 나노플라스틱 분석의 '경제성'과 '보편성'을 동시에 잡았다는 점에서 큰 의미가 있다. 고가의 장비를 갖추기 어려운 일반 연구실이나 검사 기관에서도 연구팀의 저가형 분광 시스템을 활용해 나노플라스틱 오염 실태를 상시 모니터링할 수 있는 기반을 마련했기 때문이다. 연구 결과는 분석화학 분야 최고 권위지인 '어낼리티컬 케미스트리(Analytical Chemistry, JCR 상위 10%)'에 최근 게재됐다.

신동하 인하대 화학과 교수는 "이번 연구는 나노플라스틱을 보려면 반드시 비싼 장비가 필요하다는 기존의 고정관념을 깬 것"이라며 "앞으로 이 기술이 보편화하면 환경부나 지자체 등에서 나노플라스틱에 대한 상시 모니터링 체계를 구축하고 관련 규제 정책을 수립하는 데 실질적인 도움을 줄 것으로 기대한다"고 밝혔다.
인천=주관철 기자 orca2424002@