한국식품연구원(원장 박용곤) 최성욱 박사 연구팀은 식품 포장지 내부의 습도, 온도 등을 포장지를 뜯지 않고 검사 할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 유통 중에 부주의한 취급 등에 의한 포장지 훼손과 이에 따른 식품 변질여부를 비파괴적인 방법으로 실시간 확인이 가능한 기술개발에 성공했다.
현행 식품 포장지 결함검사는 생산, 제조단계에서 버블테스트, 압력변화테스트 등 다양한 방법으로 접합력과 미세구멍(핀홀) 형성유무를 검사해 포장불량을 검출한다. 하지만 유통과 소비 전 단계에서 식품 포장재 훼손에 따른 식품 품질이나 안전수준 변화를 확인할 수 있는 방법이 없었다.
신 기술은 식품 포장지 내부의 습도변화를 인식할 수 있는 센서태그를 통해 외부에서 신호를 읽어낸다. 미세 핀홀의 발생에 따른 포장재 내부의 기체조성 변화를 실시간으로 파악해 제품의 품질과 안전 수준의 변화여부를 예측할 수 있게 했다.
이를 위해 포장지를 투과할 수 있는 테라헤르츠파 기술과 테라헤르츠파의 전자기장 증강현상을 이용한 센서 제작기술을 적용했다. 테라헤르츠파는 전파와 광의 경계영역 사이에 존재하는 30~3000μm 파장대역으로 전파의 성질을 가지고 있어 플라스틱, 종이, 비닐류 등에 대해 투과성이 높다.
기존 테라헤르츠파의 감도가 낮은 단점을 보완하기 위해 도파모드 공진(Guided Mode Resonance)효과를 이용해 미량의 물 분자까지 검출할 수 있는 센서를 개발했다. 또 센서에 고유번호를 부여하기 위해 테라헤르츠파에서만 인식할 수 있는 보이지 않는 바코드 (Invisible Barcode)를 부여해 위조가 불가능하면서 추적이 가능한 센서태그를 개발했다.
특히 신 기술로 개발된 센서태그는 금속을 전혀 사용하지 않고 고분자와 세라믹 재질만 사용해 수 원이하로 제작할 수 있어 개별 포장지에 적용 가능한 기술이다. 또한 포장지나 종이 내부에 코드를 숨겨 위변조를 방지하기 위한 새로운 개념의 RFID에 대한 원천기술이기도 하다.
한편 연구결과는 국내외 특허출원 10편을 비롯 미국 등 국내외 특허등록 5편으로 원천기술을 확보한 상태이며, Sensors & Actuators 등 3편의 논문에 게재됐다.
