국립 부경대학교

‘필름 한 장으로 자외선 측정’ 카본 양자점 자외선 센서 개발

- 부경대 양현경 교수팀 … 국제학술지<Chemical Engineering Journal> 게재

△ 자외선 조사 시간(0~1080분)에 따른 필름 색 변화 이미지.

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. <부경투데이>

Developed carbon dots for UV-light sensing that measures UV rays with ‘a single film’

- a team led by Prof. Yang Hyun-Kyung at PKNU … published a paper on <Chemical engineering journal>

A film-type UV sensor that can detect both the UV index and the cumulative amount of UV exposure has been developed and is attracting attention from the academic world.

It is 'carbon quantum dots for UV-light sensing' recently developed by professor Yang Hyun-Kyung (dept. of electrical, electronics and software engineering, the BrainKorea 21 Four) and research professor Park Jin-Young (dept. of electrical, electronics and software engineering) from Pukyong National University.

Ultraviolet rays are an essential element for producing vitamin D in the human body while exposed to the skin, but excessive exposure causes skin aging, melanoma, or burns, so ultraviolet rays are used in various fields such as medical and sports.

Existing UV meters on the market require sophisticated systems such as amplifiers and are expensive and have low portability due to complicated assembly processes. There is a problem in that the cumulative amount of UV exposure cannot be intuitively checked.

The team of professor Yang produced a film that detects ultraviolet rays using carbon quantum dots, a nano material made of carbon particles. As a result of the experiment, this film showed the effect of changing color differently according to the cumulative amount of UV exposure, and the speed of film color change according to the intensity of the exposed UV light.

Using this 'UV sensor using carbon quantum dots', it is very attractive that the UV index and cumulative UV exposure can be intuitively monitored. It is also a great advantage of this sensor that it can be manufactured at low cost because it does not require the construction of an amplifier or system.

Professor Yang said, "This sensor is highly portable in that it can be manufactured in various forms as well as film form, and is also very inexpensive, so I expect that it will be widely applied in real life."

Professor Yang applied for a patent (domestic/PCT/USA) for this research result, and the paper 'photobleach effect of multi-color emitting carbon dots for UV-light sensing' containing the research result was recently published in the international journal <Chemical engineering journal> (IF=16.744). <Pukyong Today>