기체 센서용 그래핀-기반 혼성체

전문가 제언

○ 우리 생활환경에는 대단히 많은 종류의 위험한 기체가 있으며 이로 인한 폭발사고와 오염 공해 등이 잇따르고 있다. 뿐만 아니라 독성이 강한 화학작용제를 쓰는 테러리즘 위협은 국가안보에 직결된다. 기체 센서는 가연성, 폭발성 및 독성기체를 탐지하여 화학작용제 테러리즘 때 인명을 보호하고 대비책을 강구하기 위해서, 그리고 주거용 건물, 공장과 광산에서 안전감시와 공정제어 및 환경관리에 널리 쓰인다.

 

○ 현재 많이 쓰이는 금속산화물 반도체로 된 고체 센서는 감도와 선택성에 문제가 있다. 그래핀은 2004년 발견 이래 물리적 강도가 뛰어나고 전기와 열 전도성이 높으며, 전자 잡음이 낮고 비표면적이 매우 크며 화학안정성과 흡착성능이 좋아 기체 센서 재료로 큰 관심을 끌고 있다.

 

○ 그래핀 기반 기체 센서는 기체 흡착력이 좋고, 화학전기 특성을 조정하기 쉬우며 전하를 효과적으로 운반하는 RGO(Reduced Graphene Oxide) 센서를 많이 쓴다. RGO 센서는 ppb 수준의 화학작용제와 폭발물을 탐지할 수 있다. 그래핀 센서는 그래핀 표면에서 표적분자의 화학흡착을 제한하는 불포화결합이 있어서 약점이 있다. 이를 극복하기 위한 그래핀-기반 혼성체는 금속산화물과 그래핀 특성을 각각 나타낼 뿐 아니라 상승효과 때문에 새로운 특성도 나타낸다.

 

○ 그래핀-기반 혼성체 센서에는 그래핀/귀금속 혼성체, 그래핀과 0D(Zero Dimension) 금속 산화물 혼성체와 그래핀/1D 금속-산화물 나노구조 혼성체 및 그래핀/2D와 3D 금속-산화물 나노구조 혼성체 등의 그래핀/금속 산화물 혼성체가 있다. 그리고 전도성 고분자와 그래핀 혼성체 및 삼원 그래핀-기반 혼성체 등도 있다.

 

○ 그래핀 발견 이래 우리나라에서도 실험실적 제조법과 대량생산 기술에 많은 연구가 수행되고 있어서 학문적, 기술적 수준이 상당히 높다. 그에 따라 기체 센서로 이용하는 연구 논문도 많이 발간되고 있어서 안전 감시 및 환경관리뿐 아니라 테러리즘에 대비한 화학작용제 탐지 센서 개발에도 상당한 진전이 있는 것으로 판단된다.

저자

Fan-Li Meng, Zheng Guo, Xing-Jiu Huan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2015

권(호)

68()

잡지명

Trends in analytical chemistry

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

37~47

분석자

김*순

분석물

• 기체 센서용 그래핀-기반 혼성체.pdf [461,798 byte]

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