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전기저항 변화를 이용하는 전도성 하이브리드 고분자 나노센서

전문가 제언: ○ 우리 일상생활에서 조우되는 환경을 훼손하고 인류의 건강을 해치는 독성물질을 모니터하는데 센싱기술을 사용하여 각종화합물을 검출하고 정량화하는 것은 인류문명의 안전을 지키는데 매우 중요한 역할을 담당하는 기술이다. 각종산업에서 배출되는 공해물질이나 독성물질과 우리의 질병의 진단을 모니터하고 평가하기 위해서는 민감하고 효율적인 센서재료의 개발이 필요하다.

○ 촉매에 의한 촉진효과와 분석물흡착에 의한 효과에 의해 급격하게 전하이동의 변화를 일으켜 전기저항, 필드효과 트랜지스터나 전기용량의 값을 크게 변화시키는 계를 이용하는 센싱디바이스의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 센서의 에너지 소비를 최소화하고 낮은 작동에서 기능하는 센서를 얻기 위해 금속 및 금속옥시드 나노입자 또는 탄소나노튜브나 그래핀 등의 나노구조물이 주목의 대상이 되고 있다.

○ 공액된 사슬을 가지는 전도성 고분자는 기계적 성질의 훼손 없이 금속으로부터 반도체에 이르는 전기전도성을 가질 수 있는데 전도성 고분자와 금속이나 금속옥시드 나노입자, 탄소나노튜브와 그래핀 등의 나노입자와의 하이브리드로 다양한 전기적, 자기적. 광학적 성질을 가지는 센서재료가 개발되었다. 예를 들면 고온에서만 센싱기능이 작동되는 금속옥시드 나노입자 센서를 전도성 고분자와 하이브리드화 함으로 상온에서 센싱기능이 발현된다.

○ 이와 같이 나노입자와 전도성 고분자의 하이브리드는 나노입자 단독성분의 재료로서 달성할 수 없는 선택성과 감도를 가지는 화학적인 검출능력을 가진 재료가 얻어질 뿐 아니라 통상적인 고분자 가공공정을 통하여 구축이 가능해져 원가를 내릴 수 있으며 상온에서 사용이 가능한 휴대용 센서로 사용하여 실시간 모니터링이 가능해진다. 본고는 아직 국내에서 이 분야의 연구가 활성화되는 단계에 이른 국내의 연구자들에게 유용한 자료를 제공하고 있다.

저자: C.M. Hangarter et al
자료유형: 학술정보