습기에 영향 받지 않는 초고속 가스센서 개발

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윤정
등록 2011-12-06 17:46:00

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Advanced Functional Materials誌 발표, “빠르면서 정확한 음주측정기 등에 활용 가능”

□ 습기에 매우 민감한 기존의 가스센서(산화물 반도체형)의 문제점을 해결한 원천기술이 국내연구진에 의해 개발되었다.

○ 이종흔 교수(46세, 고려대)가 주도하고 김해룡 박사과정생(제1저자) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 직무대행 김병국)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 재료과학분야의 권위 있는 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’誌 12월 6일자 내부 표지논문으로 게재되었다.

(논문명: Role of NiO doping in reducing the humidity impact on the performance of SnO2-based gas sensors: synthesis strategies, phenomenological and spectroscopic studies)

□ 이종흔 교수 연구팀은 수분의 영향을 최소화하면서도 성능이 뛰어난 반도체형 가스센서 개발에 성공하였다.

○ 기존의 산화물 반도체형 가스센서는 가스에 반응하고 초기 상태로 회복하는데 장시간(수십~수백 초)이 소요될 뿐만 아니라, 대기 중에 습기가 있으면 센서의 성능이 급감되어 오작동할 수 있다.

○ 이 교수팀이 개발한 가스센서는 산화니켈(NiO)을 첨가한 산화주석(SnO2)의 계층구조로, 반응속도(몇 초 이내)와 회복속도(기존 센서 대비 10배 이상)가 매우 빠르다.

○ 또한 기체가 빠르게 확산되는 나노 계층구조를 활용하고, 습기를 선택적으로 흡수하면서도 촉매의 특성을 나타내는 니켈산화물이 이상적으로 첨가되어, 높은 습도에도 센서의 특성에 거의 변화가 없고 안정적으로 작동한다.

○ 특히 유해가스, 폭발성가스뿐만 아니라 향기와 냄새 등을 실시간으로 감지·식별할 수 있는

특징이 있다.

□ 이종흔 교수는 “이번에 개발된 가스센서는 습기의 영향을 최소화하면서도 초고속으로 반응·회복하여, 폭발성가스 실시간 감지기와 음주측정기를 포함해 자동차, 기계, 식품, 의료, 반도체 등 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 전망한다”고 연구의의를 밝혔다.

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