실내 환경 사전 측정기기로 예방과 치료 접근
환경공학에서도 최근 나노기술과의 접목을 통해 새로운 연구 분야들이 나타나고 있어 관심을 모으고 있다.
가장 관심이 높은 영역은 우리가 일상생활에서 흔히 걸리는 알레르기 질환 및 이를 유발하는 환경성 유해인자의 검출 분야. 알레르기 질환을 유발하는 환경성 유해인자들은 공기 중 떠도는 초미세먼지, 휘발성 유기물질 또는 곰팡이 등으로 알려져 있다.
이 유해인자들은 상대적으로 면역력이 약한 어린이, 청소년 및 노인 계층에서 천식, 알레르기성 비염 등의 각종 호흡기 질환을 유발하며, 때로는 폐렴과 같은 합병증을 동반한다. 때문에 환경 전문가들 사이에서는 유해인자의 검출과 제거에 대해 어느 때 보다 관심이 집중이 되고 있다. 하지만 기존의 기술로는 유해인자를 검출하는 것조차도 해결이 쉽지 않은 골칫거리였다.
따라서 이 문제를 해결하고자 한국환경기술원에서는 ‘생활공감 환경보건 기술개발 사업’의 일환으로 ‘알레르기질환 환경유해인자 통합검출센서 개발’을 진행하고 있다. 본 연구과제의 핵심은 나노기술을 응용한 환경유해인자의 검출을 통해, 유해인자로 인한 치료와 예방에 드는 경제적 비용을 절감하도록 하는 것이다.
곰팡이 균이 결합체와 반응할 때, 탄소나노튜브는 매우 민감하게 반응하여 전기신호가 바뀌게 된다. 이러한 전기신호의 변화를 이용하여 곰팡이 균의 존재유무를 감지하고 경보를 울려주는 센서이다.
이렇게 개발된 센서는 나노소자 기반의 매우 작은 크기를 특징으로 여타의 환경 유해인자 검출 센서들과 결합이 쉽도록 개발될 예정이며, 이는 최종적으로 환경유해인자를 통합적으로 관리할 수 있도록 하는 '환경유해인자 통합검출시스템'으로 개발될 계획이다.
이 시스템이 상용화되면 면역력이 약한 어린이 및 노인들의 주요활동공간인 보육시설 및 노인수용시설에 설치되어 알레르기 예방에 탁월한 효과를 보일 수 있을 것으로 예상되며, 유해인자 검출에 관한 원천기술의 개발로 인하여 곰팡이 이외에 또 다른 환경유해인자 검출 기술개발에 큰 도움이 된다. 결과적으로 본 시스템의 개발은 가까운 미래에는 알레르기의 예방 및 치료에 드는 경제적 비용의 감소를 가져올 것이며 먼 미래에는 인류의 쾌적한 생활 환경 유지에 큰 기여를 하게 되는 기술로 나타나게 될 전망이다.
본 연구는 나노기술 및 응용에 관한 세계적인 연구 실력을 보유하고 있는 고려대학교 기계공학부 이병양 교수팀, 고려대학교 환경보건대학, 그린솔루스 등의 참여기업과 함께 연구팀을 구성하였으며 한국환경산업기술원의 지원으로 나노기술에 기반 한 알레르기 유발 환경유해인자의 검출에 관한 원천기술을 개발하고 있다.
핵심적인 연구개발 내용으로는 나노미터 크기의 탄소나노튜브를 이용하여 나노기반소자를 제작하고 그 위에 천식을 유발하는 Aspergillus Niger라는 곰팡이 균과 반응하는 생물학적 결합체를 부착하였다.
<김병채 기자>
