지난 2012년 9월 경북 구미 한 공장에서 불산(불화수소산)이 누출되면서 5명이 숨지고 1만명이 넘는 주민이 검사와 치료를 받았다. 인근 농작물이 말라 죽었으며 주변 공장 생산품과 설비가 부식되는 등 큰 피해가 났다.
공장 주변을 쑥대밭으로 만든 사고가 발생한 지 10년이 지났지만 아직 불산 누출에 따른 사고는 끊이지 않고 있다.
불산 누출로 인한 사고가 막기 위한 필수품목 중 하나가 정확한 감지 센서다. 포항공대(포스텍)는 IT융합공학과·전자전기공학과 백창기 교수, 전자전기공학과 박사과정 곽현탁씨 연구팀이 불산을 포함한 매우 적은 양의 불소 화합물도 검출할 수 있는 고감도·초경량 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.
현재 우리나라에서 사용하는 불산 감지 센서는 기계를 설치해야 할 정도로 크기가 매우 크고 제작 기술을 외국에 의존해 산업현장마다 설치하기 어렵다.
이에 연구팀은 센서 부피와 무게를 줄이기 위해 10나노미터(㎚) 두께의 실리콘나노시트를 사용했고 반응성이 좋은 불화 란탄을 불소 감지막으로 활용했다. 또 트랜지스터로 불산 농도를 전기적 신호로 변환시킴으로써 아주 적은 양의 불산도 빠르게 정확하게 감지하는 초경량·고감도 센서를 제작하는 데 성공했다.
이 센서는 휴대하고 다닐 수 있을 정도로 크기가 작다.
연구 결과 대기나 수중에서 불산 가스와 용액을 선택적으로 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 기존 센서와 비교했을 때 가스 형태 불산을 약 3.3배, 용액 상태 불산을 약 390배 더 잘 감지했다.
실시간으로 주입되는 불산 농도를 오차율 5% 이내로 검출하는 데도 성공했다.
연구팀은 개발한 센서를 활용한 모바일 센서 시스템도 구축했다.
이번 연구는 센서 분야 세계적 학술지 '센서와 작동기 B:화학' 온라인판에 실렸다.
백창기 교수는 "실리콘 반도체 공정기술을 활용해 기존 상용화학센서 대비 초소형, 저비용으로 제작할 수 있다"며 "다양한 유해 화학가스를 검출하는 모바일 시스템을 개발해 우리나라 자체 기술을 적용한 안전 솔루션을 제공하는 것이 목표"라고 말했다.