Page 60 - 에코힐링 2021 가을호

나노 셀룰로오스의 다재다능한 활용

나노 셀룰로오스를 적용할 수 있는 센서는 무궁무진하다. 가스, 화학, 단백질, 이온, 혈당, pH, DNA,
장력 등 우리가 생각할 수 있는 모든 물질들을 감지하는 다양한 종류의 센서에 적용된다.
가스 및 화학 센서의 경우에는 인체에 해를 입힐 수 있는 이산화질소, 암모니아, 니트로벤젠, 새집
증후군의 주범인 포름알데하이드, 독성이 강한 유기용매인 톨루엔 등을 감지하여 유독 물질로부터
작업자들의 건강을 지킬 수 있게 한다.
단백질 센서의 경우에는 질병에 걸렸을 때 진행 상황에 따라 몸에서 분비하는 특정 효소의 양이 변
화하는 것을 이용해 특정 질병을 진단할 수 있기 때문에 생체의학 분야에서 각광받고 있다. 이온 센

서의 경우에는 금속이온의 양을 감지하는 능력을 가지고 있기 때문에 의학, 약학, 전기·전자 분야에
서 큰 잠재력을 가진다. 나아가 인체와 환경에 악영향을 미치는 중금속 및 방사능을 가진 우라늄을
감지하는 센서 분야에도 나노 셀룰로오스를 적용해 연구하고 있다.
혈당 센서의 경우에는 당뇨 환자의 혈당 농도를 측정할 수 있으며 이를 통해 당뇨 환자가 자체적으
로 혈당을 관리할 수 있게 하는 중요한 역할을 담당한다. 이외에도 음식이 부패할 때 생기는 가스

물질을 감지해 유통되는 음식의 부패 정도를 판별하고, 소비자의 안전한 먹거리 제공에 도움을 주
는 센서에도 적용 가능하다.
과학기술이 급격히 진보함에 따라 스마트폰 및 웨어러블(입을 수 있는) 휴대기기의 수요 증가로 이
와 접목한 센서 시장이 본격화되면서 나노 셀룰로오스의 적용 기술개발에 관한 다양한 활성화가
기대된다.

다양한 응용 분야 중 가장 각광받는 센서 기술개발
일상생활에서 삶의 질을 높일 수 있는 수단인 센서는 나노 셀룰로오스 응용 분야 중 가장 주목받고

있는 분야다. 센서는 다양한 물리화학적 신호를 사람이 판단할 수 있는 전기적 신호로 변환하는 장
치를 말한다. 센서 장치의 전 세계 사용량은 2022년까지 연간 1조 개 이상이 될 것으로 예상되며
가스 경보, 오염 물질 감지, 건강 모니터링 등 그 사용 분야가 점차 확장되고 중요도 또한 증가하고
있는 추세다. 따라서 사물인터넷(IoT)의 폭발적인 성장과 4차 산업혁명의 도래, 지속가능한 개발의
추구 등 변화하는 상황과 맞물려 나노 셀룰로오스와 같은 ‘녹색’ 물질을 이용한 새로운 소재를 적용
한 센서 기술개발이 필요한 시점이다.

나노 셀룰로오스의 표면은 다른 화학 물질과 쉽게 반응할 수 있는 수산화기를 풍부하게 가지고 있 지속가능한 친환경 미래를 위해
다. 이 수산화기를 통해 나노 셀룰로오스는 선택적으로 감지 능력을 향상시킬 수 있는 다양한 분석 개인의 건강 및 안전에 대한 관심이 증대하고 있으며, 이와 동시에 지구 온난화와 자원 고갈 등 미
화학 물질로 표면을 쉽게 바꿀 수 있다. 일부 센서는 시간이 지나면 감응 능력이 줄어들기 때문에 래 사회에 대한 관심이 커지고 있다. 따라서 각종 제도의 강화와 규제가 요구되는 상황에서 기존 화
장기간 사용이 어렵다. 그러나 나노 셀룰로오스는 일회용으로도 제조될 수 있을 뿐 아니라 저비용 석연료의 사용과 이로부터 제조되는 소재 의존적 구조로는 만족할 만한 해결책을 이끌어내기 어렵
으로 가벼우며 내구성이 향상된 센서 개발이 가능하기 때문에 기존 센서들의 단점을 해결할 수 있 다. 소재 분야에 있어서 전 지구적으로 기존의 한계점을 극복할 돌파구를 자연을 접목한 나노 기술
는 유망한 친환경 신소재로 각광받고 있다. 이와 같은 이점에 힘입어 많은 연구자들이 나노 셀룰로 개발에서 찾고 있으며, 특히 나무로부터 추출한 나노 셀룰로오스의 경우 지속가능한 친환경 미래를
오스에 특화된 센서 개발을 진행 중이다. 견인할 수 있는 혁신적인 신소재임이 분명하다.

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