‘필름 한 장으로 자외선 측정’ 카본 양자점 자외선 센서 개발

부경대 양현경 교수팀 … 국제학술지<Chemical Engineering Journal> 게재

자외선 지수와 자외선 노출 누적량까지 감지할 수 있는 필름형 자외선 센서가 개발돼 주목받고 있다.

국립부경대학교 양현경 교수(전기전자소프트웨어공학전공·4단계BK21인공지능융합교육연구단)와 박진영 연구교수(전기전자소프트웨어공학전공)가 최근 개발한 ‘카본 양자점을 활용한 자외선 센서(carbon quantum dots for UV-light sensing)’가 그것이다.

자외선은 피부에 노출되면 인체에 비타민D를 생성하는 필수 요소지만, 과다 노출 시 피부의 노화 및 흑색종을 유발하거나 화상을 일으키기 때문에 의료·스포츠 등 여러 분야에 자외선 측정기가 활용된다.

시판 중인 자외선 측정기는 증폭기 등 정교한 시스템이 필요하고, 조립공정이 복잡해 가격이 비싸고 휴대성이 낮다. 특히 자외선 노출 누적량을 직관적으로 확인할 수 없다는 문제점이 있다.

양 교수팀은 탄소 입자로 이루어진 나노물질인 카본 양자점을 이용해 자외선을 감지하는 필름을 제작했다. 실험 결과 이 필름은 자외선의 노출 누적량에 따라 색이 다르게 변하는 효과와 함께, 노출된 자외선 세기에 따라 필름 색의 변화 속도가 빨라지는 효과를 보였다.

이 ‘카본 양자점을 활용한 자외선 센서’를 이용하면 자외선 지수와 누적 자외선 노출량을 직관적으로 모니터링할 수 있다. 증폭기나 시스템의 구축이 필요하지 않아 저비용으로 제작할 수 있다는 것이 이 센서의 큰 장점이다.

양 교수는 “이 센서는 필름 형태뿐만 아니라 다양한 형태로 제작할 수 있어 휴대성이 높고, 가격이 매우 저렴해 실생활에서 광범위하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다.”라고 말했다.

양 교수는 이 연구 결과를 특허(국내/PCT/미국) 출원했고, 연구 결과를 담은 논문 ‘Photobleach effect of multi-color emitting carbon dots for UV-light sensing’은 최근 국제학술지 <Chemical Engineering Journal>(IF=16.744)에 실렸다.

※ 붙임: 1. 양현경 교수 2. 자외선 조사 시간(0~1080분)에 따른 필름 색 변화 이미지