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전자 쌍극자 분광법을 사용한 MWCNT 기초된 방향족 탄화수소 센서

전문가 제언: ○ 나노물질과 나노복합체는 우수한 전기와 기계적 성질들 때문에 화학과 생물학 센서로부터 나노전자공학과 나노-광학까지의 범위하게 응용된다. 비록 탄소나노튜브(CNT)는 널리 연구되어 왔고 그 성질이 이해되었지만, 센서로서 CNT의 성장과 응용에는 많은 문제점이 있다. 순수반도성과 순수금속성 CNT의 분리⋅성장이 어렵고 ㎚ 척도 때문에 시판용 크기로 CNT-기초 장치를 고립⋅제작이 대단히 어렵다.

○ MWCNT의 다중껍질 배열은 SWCNT에 비교하여 신호 대 노이즈의 비가 증가되므로 MWCNT 매트는 방향족 탄화수소의 검출에 사용될 수 있다. MWCNT의 최외각은 화학종들의 흡착이 가능한 결함자리들을 갖는다. 그 결함들을 따라서 내부 벽으로 전하운반체가 이동한다. 전하운반체는 내부 각의 느슨한 결합운반체들과 상호작용 및 MWCNT와 화학종들 간의 상호작용 때문에 추가적인 자유전하 운반체를 생성한다.

○ 이는 신호증폭을 위한 원인이 되고 신호 대 노이즈의 비를 개선한다. 전기전도도법, 전류법, 전압전류법 등 많은 전자 바이오센서들은 사용되고 있지만 ppb 농도에서 수용액 매체에서 방향족 탄화수소 분석물질들을 개별적으로 정확하게 확인할 수 있는 것은 전무하다. 그런고로 제자리 방식에서 그들의 거동과 성질들이 유사한 다중 분석물질들의 정확한 검출을 허용하는 측정기법의 개발이 필요하다.

○ 전자 쌍극자 분광법을 사용한 MWCNT의 매트-기초된 방향족 탄화수소센서를 개발하여 공업적으로 중요한 벤젠, 톨루엔 및 자일렌의 100ppb 농도에서 검출할 수 있었다. 이 측정기법은 제자리 방식에서 단일-센서장치를 사용하여 다양한 화학적 및 생물학적 분자들의 다중검출을 가능하게 했다.

○ 방향족 탄화수소는 물론 모든 방향족 물질들의 시발 모체에 해당하는 벤젠과 두 가지 유도체의 새로운 센서의 개발 자체로도 화학, 생물학, 의학, 산업 등의 발전에 기여한다. 이 센서기법의 정확한 메커니즘의 활용은 아주 다양한 방향족 탄화수소와 그 유도체들의 센서 합성 개발에 획기적인 발전의 전환점이 될 것으로 전망한다.

저자: S. K. Padigi et al.
자료유형: 학술정보