제목  [최신뉴스] 유해가스 감지능력 10배 높인 나노센서 개발
작성자  시스템 관리자 작성일  2016-03-18 조회  992
 

제목 : 유해가스 감지능력 10배 높인 나노센서 개발

 

출처 : 연합뉴스, 신선미 기자

 

일자 : 2016.3.17.()

 

 

고려대 이종흔 교수 "음주측정기·인공후각 등에 응용 가능"

 

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 기존보다 가스를 검출할 수 있는 감도가 10배 이상 높은 초고감도 가스 센서가 개발됐다.

 

미래창조과학부는 이종흔 고려대 교수팀이 여러 크기의 기공(공기 구멍)이 모두 들어있는 산화주석(SnO) 나노구조체를 새로 합성했고, 이를 반도체형 가스 센서로 구현한 결과 기존보다 높은 감도를 보였다고 17일 밝혔다.

 

가스센서는 유해가스를 감지해 안전사고를 방지하는 데 쓰인다. 또 실내외 환경을 모니터링하거나 수산물의 품질과 신선도를 판별하는 데도 이용된다.

 

유해 위험 가스는 ppm(1백만분의 1) 수준으로 저농도인 경우가 많아 유해가스가 아주 적은 양이라도 잡아낼 수 있도록 센서의 성능을 높이는 것이 매우 중요하다.

 

가스 센서를 이루는 재료에 기공을 작게 만들면 비표면적(단위 질량당 총 표면적)이 커져 가스를 잘 감지하도록 할 수 있다.

 

하지만, 작은 기공을 통해서는 가스가 들어가거나 나가는 등 확산이 어려워지기 때문에 이 방법만으로 민감도를 높이는 데는 한계가 있다.

 

반면 기공의 크기를 크게 하면 가스 확산 속도는 매우 빨라지지만 비표면적이 작다는 문제가 있다.

 

연구팀은 이 점에 착안해 여러 크기의 기공을 한 재료에 넣어 비표면적을 키우면서도 가스 확산이 쉬운 구조체를 설계했다. 지름이 2nm(나노미터) 이하인 마이크로 기공과 지름 50nm 이상인 매크로 기공을 여럿 만든 뒤 이들 기공을 지름 250nm 정도의 선형 기공으로 이었다.

 

그 결과 여러 크기의 기공이 동시에 존재하면서도 서로 연결돼 마치 내부가 '개미집' 같이 보이는 나노구조체가 됐다.

 

연구팀이 이 구조체로 가스센서를 만든 결과 에탄올이 5ppm 있을 때 가스감도가 316배로 높아졌다. 이는 동일한 재료인 산화주석(SnO)으로 만든 기존 센서에 비해 감도가 10배 이상 높은 것으로, 현재까지 보고된 결과 중 최고치다.

 

이종흔 교수는 "새로운 상상력을 바탕으로 서로 다른 크기의 기공을 연결한 점이 이번 연구의 특징"이라며 "앞으로 음주측정기, 인공후각, 환경모니터링 등 가스센서를 기반으로 하는 다양한 응용 분야와 에너지, 환경소자 등에 널리 적용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

 

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업 지원으로 진행됐다. 연구 결과는 네이처 자매지인 'NPG 아시아 머티리얼스'(NPG Asia Materials) 이달 11일자에 실렸다.

첨부파일
글목록