독성 기체 센서용 그래핀-금속 산화물 나노하이브리드

전문가 제언

○ 생화학전과 테러리즘이 일어나면 인명 피해가 클 뿐 아니라 공황이 발생하여 사회 경제적으로 미치는 영향이 매우 크다. 1995년 동경 지하철에 신경작용제 사린이 살포된 사태로 인하여 온 세계는 충격에 휩싸였다. 이런 위기상황에 빠르게 대처하기 위해서는 자동화된 작고 빠르며 싼 값에 화학작용제를 탐지할 수 있는 센서 체계가 반드시 필요하다.

 

○ 상용 기체센서는 대부분 MO(Metal Oxide) 반도체, 고분자재료를 쓰지만 비싸고 선택성이 낮으며 소형화가 어렵고 전력소비 등의 결점이 있다. 나노재료 특히 그래핀-MO 하이브리드 기반 기체센서는 비표면적이 매우 크고 여러 물리·화학적 특성이 좋다. 신경작용제 유사 작용제 DMMP에 반응시간과 회복 및 재생성이 좋으며 증기감도는 1ppm이다. 구부릴 수 있는 센서도 있다.

 

○ 실제 그래핀-MO 하이브리드 기반 기체 센서를 쓰기 위해서는 센서가 대기 수분에 크게 의존하기 때문에 이를 극복해야 한다. 이제까지는 극성분자 연구에 치우쳤으나 극성분자와 감응능력이 확연히 다른 VOC(Volatile Organic Compound)에 관심을 두어야 한다. 특히 화학 작용제 중 가장 독성이 강한 신경작용제는 비극성 VOC이다.

 

○ 문제를 극복하기 위해 하나 또는 몇 층으로 된 만들기 쉽고 비용이 낮은 센서 개발이 요구된다. 감도와 선택성을 개선할 수 있는 새 기능분자가 필요하고 습기에 대한 영향을 계량화하고 제어하여야 한다. 가까운 장래에 그래핀-MO 하이브리드 기반 기체 센서가 화학작용제 및 환경 기체 센서로 널리 쓰일 수 있도록 많은 연구가 필요하다.

 

○ 국내 여러 대학과 연구소에서 그래핀 하이브리드 센서로 혈당을 측정하는 동시에 혈당을 조절할 수 있는 당뇨패치 개발 등 많은 연구를 진행하고 있으며 기술적으로도 앞서 있다. NH3 등 극성 기체를 비롯하여 VOC에 대한 탐지 센서도 개발하고 있으나 아직 실용화되지 않았다. 더욱이 화학작용제를 탐지하는 센서는 아직 개발되지 않아, 화학전이나 테러리즘 때 즉각 대응할 수 있는 센서체계 기술개발이 시급하다.

저자

Shyamasree Gupta Chatterjee, Somenath Chatterjee, Ajoy K. Ray, Amit K. Chakraborty

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2015

권(호)

221()

잡지명

Sensors and Actuators, B: Chemical

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

1170~1181

분석자

김*순

분석물

• 독성 기체 센서용 그래핀-금속 산화물 나노하이브리드.pdf [499,316 byte]

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