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| ▲ 나노구조체의 모습 ⓒ 연합뉴스 | ||
미래창조과학부(장관 최양희)는 국내 연구진이 기존보다 가스 감도를 10배 이상 높인 초고감도 가스 센서를 개발했다고 밝혔다.
미래부에 따르면 이종흔 고려대 교수 연구팀이 서로 다른 크기의 기공(공기구멍)을 유기적으로 연결한 나노구조체를 합성한 산화주석 나노구조체를 새로 합성해 이 같은 개발에 성공했다.
가스 센서는 유해가스 등에 의한 안전사고 방지, 식품 수산물의 품질과 신선도 판별, 실내외 환경 모니터링 등에 활용된다. 유해 위험가스는 ppm 단위의 저농도인 경우가 많아 초고감도의 센서 설계가 매우 중요하다.
그러나 기존의 가스센서의 기공은 크기가 작아 가스 감도를 크게 떨어뜨리는 문제가 있었다. 가스 센서의 소재는 기공을 작게 만들수록 잘 감지하지만, 가스가 들고 나기가 어렵다는 한계를 지녔다.
연구팀은 이점에 착안해 나노 기공과 마크로 기공을 구형 구조 내부에 형성한 후 메조 크기의 지름(20나노미터)을 가지고 길이가 긴 원기둥 모양의 탄소나노튜브(CNT) 템플레이트를 이용해 이들을 서로 연결했다. 그 결과 여러 크기의 기공이 서로 연결돼 비표면적이 크면서도 가스 확산이 쉬운 나노 구조체가 구현됐다.
이번에 만들어진 나노 가스 센서는 5ppm의 에탄올에 대한 가스 감도가 316배로 이는 같은 재료인 산화주석으로 만든 기존 센서보다 10배 이상 높은 수치다.
이 교수는 “이번 연구 결과가 음주측정기, 인공후각 등 가스센서를 기반으로 하는 여러 분야와 에너지, 환경소자 등에 널리 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
이종흔 교수팀은 미래부 기초연구사업 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 네이쳐 자매지인 NPG 아시아 머티리얼스(NPG Asia Materials) 3월 11일자에 게재되었다.
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