김일두 카이스트 교수 연구팀

날숨만으로 폐암이나 당뇨 등 각종 질병을 간단하게 조기 진단할 수 있는 시대가 5년 내 열릴 것으로 전망된다. 현재 병원에서 시행하는 혈액 채취나 조직검사, 자기공명영상(MRI) 촬영 등 복잡하고 비용이 많이 드는 검진절차 없이 스마트폰이나 ‘웨어러블’(착용형) 장치를 통해 수시로 싼값에 알아볼 수 있는 길이 열린다. 국내 연구진이 이 같은 기능을 하는 세계 최고 수준의 고감도, 초소형 센서를 개발해 상용화에 도전한다. 

3일 미래창조과학부에 따르면 김일두(사진) 카이스트(KAIST) 교수 연구팀은 사람의 호흡 내 질병과 관련된 특정 가스의 농도를 정확하게 분석할 수 있는 센서를 개발했다. 연구팀에 따르면 사람이 숨을 쉴 때 내뱉는 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물이 포함돼 있다. 이 가운데 일부는 질병과 밀접한 연관이 있다고 알려져 있는데, 아세톤은 당뇨병, 톨루엔은 폐암, 황화수소 가스는 구취 환자에게서 각각 더 짙은 농도로 배출된다.

그러나 입안에 존재하는 수백종의 가스 중에서 10~2000ppb(1ppb는 1000분의 1ppm) 정도 극미량인 특정 가스를 선택적으로 검출할 수 있는 센서는 그간 개발되지 않았다. 연구팀은 질병과 관련된 특정 가스만 골라낼 수 있는 고성능 촉매를 개발했고, 이를 센서 소재에 적용해 스마트폰과 연동하는 데 성공했다.

김 교수는 “이 센서는 차량이나 모바일 기기 등에 활용해 질병을 지속적으로 관찰하는 데 쓸 수 있다”며 “나아가 대기오염이나 실내 공기 질을 분석하는 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 제품과 융합돼 새 시장을 창출할 것으로도 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야의 국제 학술지인 ‘스몰’의 지난달 17일자 표지논문으로 실렸다.

황계식 기자 [e-mail]