호흡만으로 폐암, 당뇨 등 질병 진단… KAIST 초소형 센서 개발

“스마트폰 등에 센서 장착하면, 질병 상시 모니터링할 수 있어”

KAIST 연구팀이 개발한 센서를 스마트폰에 장착한 모습. 센서에 숨을 불어 넣으면 호흡 가스 속에 들어있는 기체의 성분을 분석해 병을 손쉽게 진단할 수 있다. KAIST 제공

김일두 KAIST 신소재공학과 교수(사진)팀이 숨쉬는 것만으로 폐암, 당뇨 등 다양한 질병을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 센서를 개발했다. 혈액검사나 자기공명영상(MRI) 촬영 등 별도의 검사 없이 질병을 수시로 저렴하게 진단할 수 있는 길이 열린 것이다.

사람이 숨을 내쉴 때 배출되는 가스에는 수분과 휘발성 유기화합물 등 수백 종의 기체가 들어 있다. 이 중 일부는 질병과 밀접한 관련이 있다. 가령 당뇨 환자의 숨에는 아세톤이 많고, 폐암 환자의 경우 톨루엔이, 구취 환자는 황화수소가스의 농도가 특히 높다.

지금까지는 호흡 가스를 구성하는 성분이 너무 많아 이 가운데 필요한 종류만 선택적으로 검출하는 데 한계가 있었다. 김 교수팀은 고성능 촉매를 개발해 질병과 관련된 가스만 골라서 검출하도록 만드는 데 성공했다. 또 이 촉매를 나노섬유 형태의 센서와 연결해 스마트폰에 붙일 수 있는 센서도 개발했다.

김 교수는 “스마트폰 등 모바일 기기나 차량에 이 센서를 장착하면 개인의 질병을 상시 모니터링할 수 있다”며 “향후 사물인터넷 제품과 연계하면 대기오염 분석과 실내 공기 질 분석 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘스몰’ 2월 17일자 표지 논문으로 실렸다.

신선미 동아사이언스 기자 vamie@donga.com