화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC)
권호 30권 2호
발표분야 기능성 고분자
제목 Colorimetric Polydiacetylene Strip Sensors for Detecting Gas Analytes
초록 현대사회는 과학 발전으로 인하여 편안한 삶을 영위할 수 있음과 동시에 무분별한 개발과 환경의 파괴로 인하여 사람들이 유해한 환경에 노출될 위험이 한층 높아져 가고 있다. 특히, 집안 공기에 유해한 성분들이 미량이라도 존재하는 경우에는 건강에 치명적인 결과를 초래할 수 있으며 최근에는 새집증후군(sick house syndrome)이라는 질병으로 인하여 많은 사람들이 고생하고 있다. 새집증후군의 원인은 생물학적인 오염 및 포름알데히드, 비활성유기성분 (volatile organic compounds, VOC), NO, NO2, CO 등 유해 성분들의 축적이다. 이중에서 포름알데히드는 특히 새집증후군을 일으키는 주요한 원인으로 알려져 있으며 눈과 호흡기관에 특히 유해하다.
한편, 맞벌이 부부의 증가로 인하여 냉장고에 음식을 장기간 보관하며 요리를 하는 경우가 증가하고 있다. 특히, 고기나 생선 등의 단백질 식품은 타 식품에 비해 부패 및 변질이 매우 쉽게 일어나기 때문에 매년 식중독 등의 사건이 빈번히 일어나고 있다. 따라서 단백질 식품의 부패 여부를 집안에서 쉽게 관측할 수 방법의 개발은 인간이 건강한 식생활을 영위하기 위해서는 필수적이다.
폴리다이아세틸렌은 말단에 작용기를 치환함으로써 influenza virus, E. Coli, cholera toxin 등의 외부자극의 변화에 따라 주쇄에 존재하는 π전자의 공유길이가 변화하면서 파란색에 빨간색으로 색전이가 발생하는 초분자체이다. 이러한 색전이 특성을 이용하여 바이오센서로써 응용하고자 하는 연구들이 활발하게 연구되고 있다. 하지만 현재 진행중인 연구들은 수용액 상에 vesicle을 이용하는 방법과 기판에 Langmuir Blodgett(LB), LS(Langmuir Schafer) 필름을 형성하여 이용하는 방법에 한정되어 있다.
본 연구에서는 폴리당이아세틸렌 초분자를 이용하여 vesicle을 제조하어 고분자 매트릭스에 분산시켜 건조함으로써 안정한 strip 센서를 제작하였다. 이 센서는 포름알데히드와 육류부패 시에 방출되는 암모니아 가스를 센서의 색깔이 파란색에서 빨간색으로 변하는 것으로 쉽게 검출할 수 있었다. 또한, 검출 한계는 포름알데히드의 경우 WHO 기준치 이하를 검출할 수 있었고 단백질 식품의 경우는 휘발성 염기질소(volatile basic nitrogen, VBN) 측정 방법과 대등한 결과를 나타내었다. 이러한 검출결과의 우수성은 제조, 휴대의 간편성 및 검출 방법의 수월성 (사람이 눈으로 색전이 확인)으로 인하여 앞으로 다양한 분야에 적용 가능할 것이다.
저자 이길선1, 김동규1, 이희욱1, 김태영2, 안동준1, 김종만3
소속 1고려대, 2삼성코닝, 3한양대
키워드 폴리다이아세틸렌; 새집증후군; 포름알데히드; Strip sensor
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