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PPY 센서의 임피던스 특성

전문가 제언: ○ 근래 수많은 센서 재료가 폴리머로 만들어지고 있다. 이는 최근에 개발된 폴리머들이 경년변화에도 안정성을 가지며 다양한 악조건의 환경에서도 무기물에 못지않게 안정되고 특히 유연성을 유지함으로써 그 응용성이 다양화되고 있기 때문이다. 특히 습도센서는 흡습으로 인한 물성의 변화가 없어야 한다. 또한 측정 시간이 빠를수록 좋다.

○ ppy(polypyrrole)과 같은 폴리머는 넓은 온도 범위와 습도에서 안정된 재료이며 특히 그 복합물은 산화와 환원 가스를 검출하는 화학 센서의 활성층 재료로서 전망이 밝은 물질이다. 도핑된 ppy는 유기물 모재의 화학적 구성에 유연성을 주며, 무기물 반도체에서와 같이 박막층의 물리적인 성질을 바꿀 수도 있다.

○ ppy는 도전성 폴리머로 만들 수 있어 그 응용 범위가 특히 기대된다. 도전성 폴리머는 정전기 방지, 유해전자파 차폐 및 흡수에 이용된다. 정전기는 폴리머에서 절연성이 너무 큰 경우에 전하가 움직이지 못하고 한곳에 모이게 되어 발생하게 된다. 반대전하와 방전이 일어나 불꽃을 일으켜 화재나 폭발을 일으키는 문제가 있다. 이에 대하여 폴리머에 도전성을 갖게 하면 전하를 흘려보내 정전기를 없앨 수 있다.

○ 도전성 폴리머로 polyacetylene이 제일 먼저 발견되었지만 공기 중에서 산화가 쉽게 일어나는 단점이 있다. 그리하여 polianiline, polythiopene polypyrrole 등으로 개발되었다. 이중에서 polyaniline이 가장 원료 값이 저렴하여 많은 응용 연구가 있다. 그러나 내열성이 약한 단점 때문에 ppy가 각광을 받는다.

○ 도전율의 평가를 단순히 인가주파수에 따른 Nyquist 도표로서 평가하기 전에 도전율을 가질 수 있는 기구(mechanism)를 좀 더 연구해 볼 필요를 느낀다. 실험실에서 도전성 폴리머를 쉽게 만드는 것으로 보고되지만 산업적으로 강도와 가공성이 우수한 도전성 폴리머는 생산하기 매우 어렵다. 도전성 폴리머는 앞으로 분자전자공학으로 발전하여 폴리머 솔라 셀, 유기물 반도체, 광원용으로 발전하여 갈 것으로 보인다.

저자: Martin Vrnata, Dusan Kopecky, Filip Vyslouzil
자료유형: 학술정보