이번에 개발된 진공압력 측정 센서의 동작 모식도(왼쪽)과 재현특성.한국연구재단 제공
진공도 측정기술은 자연과학과 공학 계열의 대부분에서 널리 사용된다.
기존의 센서는 측정오차가 10% 이상에서 압력범위에 따라 최대 30% 이상의 큰 오차를 가지며 한 개의 센서를 사용해 상압에서 고진공까지의 압력을 측정하지 못한다.
연구팀은 기체분자 양에 따른 그래핀 막 안에 존재하는 그래핀 조각 간의 간격이 반데르발스 인력에 의해 변화해 전기 전도도와 비례함을 밝혀냈다.
연구팀은 이 원리를 이용한 진공압력 측정 센서를 개발했다.
이 센서는 상압에서 고진공까지 높은 정밀도 진공 측정이 가능하며 매우 얇은 그래핀을 이용하므로 초소형 센서 제작하기 편리하다.
연구팀은 이 센서로 진공을 이용한 생산기술 분야, 우주개발에 필요한 진공센서 기술 등의 응용 연구에 사용될 것으로 내다보고 있다.
안성일 교수는 “이번 연구는 그래핀을 이용한 소자의 상용화 토대를 마련해 IT 및 최첨단 기술 등 향후 미래 기술에 적용 가능하다”면서 “향후 3년 이내에 상용화가 가능할 것으로 예상하며, 3조원 가량의 세계시장에서 수입 대체 효과 및 경쟁력을 얻게 될 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)’ 12월15일 자에 게재됐다.
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