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인공후각용 고감도·고선택성 가스센서 설계

왼쪽부터 정성용 연구교수, 문영국 박사과정.

[대학저널 온종림 기자] 고려대학교 첨단소재부품개발연구소 정성용 연구교수 연구팀이 새집증후군 등의 각종 질병을 유발할 수 있는 유해가스를 인식하고 구별하는 고성능 가스센서 설계 기술 개발에 성공했다.

방향족 탄화수소(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스타이렌)는 노출시 백혈병과 안질환, 편두통, 호흡기/신경계 계통의 다양한 질환을 유발할 수 있어, 인체에 매우 유해한 것으로 알려져 있다. 방향족 탄화수소는 가구와 용매, 페인트 등 다양한 장소와 제품에서 방출되고 있으므로 그 농도를 정확하게 검출하는 것은 매우 중요하다.

연구팀은 산화물 반도체형 가스센서 감응막에 나노 미터 두께의 산화세륨(CeO2) 촉매층을 코팅해 이중층 구조로 만들면, 낮은 반응성의 방향족 탄화수소는 산화되지 않고 감응막 안쪽으로 투과되지만 고반응성의 방해가스는 이산화탄소(CO2)와 수증기(H2O)로 산화 제거됨으로 방향족 탄화수소만을 고감도/고선택적으로 검출할 수 있음을 확인했다.

연구팀이 개발한 센서는 실내에 존재할 수 있는 다른 방해가스 대비 44배 수준의 높은 선택성을 나타냄으로, 가스가 혼재된 상황에서도 주변 환경에 방해받지 않고 실내공기 질의 변화를 정확하게 판달 할 수 있다.

정 교수는 “개발된 센서 설계 기술은 다양한 센서에 범용적으로 적용이 가능하므로 추후 공기질 모니터링, 모바일 헬스케어, 식품의 신선도 관리 분야의 다양한 분야에 응용되어 인간의 삶을 더 편리하게 할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 25일 세계적 권위 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스 온라인판에 게재됐다.

 

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