기체 감응용 산화그래핀의 응용 동향

전문가 제언

○ 그래핀 합성 과정의 중간체인 GO(Graphene Oxide)는 흑연을 강한 산화제로 처리하여 얻는다. 특성은 산화 정도와 합성 방법에 따라 상당한 편차가 있다. 전기적, 기계적, 열적 특성이 우수하여 큰 관심을 받고 있다. GO-기반 기체 센서, 에너지 저장재료, 탄소 섬유 및 여과재 등 응용 분야가 나날이 늘어나고 있다.

 

○ Novoselov 등이 2004년 그래핀 나노시트의 전기적 특성을 발견한 이래 많은 연구가 이루어지고 있다. 습도, O2, H2, H2S, NH3, CO2 등의 기체와 아세톤, 에탄올과 메탄올 및 석유 가스를 탐지한다. 화학작용제 중에서 살상력이 가장 큰 신경작용제 탐지에도 쓰이게 될 것이다. 기체 농도는 전기 전도도나 광학 특성 변화로 측정할 수 있다.

 

○ GO의 기능기는 기체 감응에 중요한 역할을 한다. 에폭시와 수산기는 흡착 에너지를 늘려 NH3 흡착을 촉진한다. GO 나노시트에는 기체 분자와 상호작용할 수 있는 OH, 에폭시 및 카르복시기와 같은 기능기가 많다. 탐지할 기체에 대한 선택성과 감도는 GO를 금 나노입자 같은 다른 재료와 섞어 하이브리드로 만들거나 훼방하는 기체를 덮어 개선할 수 있다.

 

○ 우리나라에서도 그래핀과 그래핀 화합물을 이용하여 환경에 존재하는 각종 독성 기체를 탐지하는 센서에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 또 숨 쉴 때 나오는 기체를 탐지하여 진단에 쓰이는 GO-기반 센서 등에 대한 연구가 여러 대학과 연구소에서 매우 활발하게 진행되고 있다. 이 보고서에 인용된 논문 10여 편에서 우리나라 사람이 주저자로 소개되고 있다.

 

○ 1995년 옴 진리교 집단이 동경 지하철에서 사린 신경작용제를 살포하여 12명이 사망하고 수많은 사람이 중독되었다. 이 사건은 화학 테러리즘이 전 세계를 공포에 빠뜨릴 수 있다는 사실을 알려주었다. 이런 사건이 발생할 때 빨리 대응할 수 있는 GO-기반 기체 센서 같은 빠르고 비싸지 않으며 운용하기 쉬운 탐지기의 개발이 시급하다.

 

저자

Kei Toda, Ryo Furue, Shinya Hayami

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

878()

잡지명

Analytica Chimica Acta

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

43~53

분석자

김*순

분석물

• 기체 감응용 산화그래핀의 응용 동향.pdf [509,433 byte]

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