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탄소나노튜브-코팅된 표면음향파 센서에 의한 이산화탄소 감지

전문가 제언: ○ 맞춤-제작된 SAW 지연선의 음향전파 경로 위에 코팅된 PEI-전분 작용기화 SWCNT 필름의 전기전도도 변화는 표면음향파의 감쇄를 측정하여 모니터 할 수 있다. 그 필름의 전기전도도는 CO2의 농도에 따라 감소되므로 가스농도의 감쇄변화를 검출할 수 있다. 이 기법은 SWCNT 센서의 적절한 작용기화에 의해 다른 형태의 가스감지로 쉽게 확장될 수 있어 새로운 가스센서의 연구개발에 적용될 수 있다.

○ 특수범위 이내에서 CNT 필름의 전도도를 조절하는 것은 CO2에 대한 감도를 고도로 증강시킨다는 것을 보인다. 실험결과는 그 센서가 0과 10% 간의 CO2 농도변화를 탐지할 수 있다는 것을 나타낸다. 최종적인 센서는 민감하고, 작고, 무선 응답신호 할 수 있어서 호흡성 모니터링에 유용하다.

○ CO2의 호흡성 모니터링은 중요한 의료진단 도구이지만 많은 외상성 증상/응급상황에서 휴대용 가스모니터가 필요하다. 작은 휴대용 호흡성 CO2 센서는 응급진단, 가정용 모니터링키트, 수면-호흡곤란 증 모니터링 등에서 직접사용 될 수 있다. 그렇지만 그러한 센서는 마취와 다른 임상응용 되는 호흡성 모니터링을 위해서는 저렴한 원가가 요구된다.

○ CO2 센서의 또 다른 응용은 실내공기-질의 모니터링이며 작고 저렴하며 무선인 가스센서의 개발이 필수적이다. 큰 공업용 전체빌딩을 정기적으로 환기시키기 위하여 엄청난 에너지가 소모된다. 한 시스템이 각방에서 CO2 가스농도를 모니터 할 수 있다면, 각 방의 필요에 따라 조절환기는 에너지소모를 크게 절약할 수 있다. 현재의 기술로는 각방에 CO2 가스센서의 설치가 불가능하므로 저렴하고 소형인 것이 요구된다.

○ PEI-전분 작용기화 SWCNT 필름의 코팅된 SAW 센서는 저가, 소형, 무선 등의 요구에 부응하는 환기용 센서로 활용될 수 있다. 의료용 호흡성 센서로서 광범위한 활용은 물론 이 센서의 정확한 제작 메커니즘은 다른 형태의 가스감지로 쉽게 확장될 수 있어 새로운 가스센서의 연구개발에 활용의 전망도 크게 기대된다.

저자: S. Sivaramakrishnan, R. Rajamani, C.S. Smith, K.A. McGee, K.R. Mann, N. Yamashita
자료유형: 학술정보