제작된 가스센서(왼쪽)와 가스반응도.한국연구재단 제공
[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 이차원 소재를 이용해 소량만 으로도 아세톤과 이산화질소 분자를 검출할 수 있는 고성능 가스센서가 개발됐다.
한국연구재단은 연세대 김형준 교수팀이 이차원 소재인 이황화텅스텐의 합성기술을 토대로 아세톤과 이산화질소 분자를 1ppm 이하 농도에서 검출 가능한 3nm(나노미터) 두께의 가스 센서를 개발했다고 2일 밝혓다.
가스센서는 대기오염을 측정하거나 산업·연구 현장에서 가스 누출을 확인할 때 사용된다.
이차원 소재는 매우 얇은 막을 형성하기 쉽고 우수한 전기적·화학적 특성을 가져 주변 환경에 민감히 반응해 센서로 응용하려는 연구가 활발하다. 그러나 얇은 막으로 제작 시 두께에 따라 전기적 특성이 달라진다는 한계가 있었다.
연구팀은 산화텅스텐 박막으로 10cm 이상의 두께가 균일한 이황화텅스텐을 합성 한 뒤 은 나노선을 이염화구리 매개 폴리올 공정기반으로 합성했다. 이어 은 나노선을 균일하게 코팅했다.
연구팀이 개발한 센서는 0.5ppm의 아세톤을 검출할 수 있으며 기존 센서보다 1000배 향상된 성능이다. 또한 은의 촉매 반응에 의해 이산화질소의 검출이 기존보다 12배 향상됐다.
김형준 교수는 “이번 연구는 향후 초민감 가스 센서의 주된 연구방향 중의 한 줄기가 될 것”이라며 “이번 개발이 향후 무선 통신 기술과 결합하여 한층 진보한 사물 인터넷(IoT)의 웨어러블 센서 기술로 활용되길 기대하다”고 말했다.
이번 연구결과는 미국 화학회 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 9월24일자에 게재됐다.
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