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NTIS 바로가기세라미스트 = Ceramist, v.22 no.1, 2019년, pp.96 - 106
최선우 (강원대학교 신소재공학과)
Semiconducting carbon-based nanomaterials including single-walled carbon nanotubes(SWCNTs), multi-walled CNT(MWCNTs), graphene(GR), graphene oxide(GO), and reduced graphene oxide(RGO), are very promising sensing materials due to their large surface area, high conductivity, and ability to operate at ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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나노재료 기반의 가스 센서가 나아가야 할 방향은? | 그러나 위와 같은 장점에도 불구하고 상용 센서로의 적용을 위해 많은 개선점이 요구된다. 특히, 미량의 유해화학가스(독성, 폭발성 및 휘발성 가스)를 선제적으로 검지할 수 있도록 고감도를 유지하면서 양호한 가스 선택성을 가지고, 저전력 구동이 가능하도록 동작 온도(100℃ 이하)를 낮출 수 있는 감응 재료 개발이 필요하다. 본 소고에서는 상온 동작이 가능한 다양한 형태의 탄소 기반 나노재료를 가스 센서 분야에 적용한 사례에 대해 비교·분석하고, 상온에서의 탄소 나노재료 기반 반도체 가스 센서의 성능 향상을 위한 다양한 전략들과 감응 특성 및 감응 메커니즘에 대해 고찰하고자 한다. | |
저차원 구조의 나노재료의 특징은? | 1962년 Seiyama 교수1)에 의해 벌크(bulk) 형태의 산화물 반도체 기반 가스 센서가 최초로 제안된 이래 후막(thick film) 및 박막(thin film) 형태의 산화물 가스 센서 연구개발을 거쳐 최근에는 나노섬유(nanofiber), 나노선(nanowire), 나노막대(nanorod), 나노튜브(nanotube) 등과 같은 저차원(low-dimensional structure) 나노재료를 활용한 산화물 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 벌크 및 박막 재료와는 다르게 독특한 물리적, 화학적 성질을 가지고 있는 저차원 구조의 나노재료는 구조, 형상, 크기 등을 제어함으로써 감응 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 나노재료가 가지는 부피 대비 높은 비표면적비의 장점은 감응 재료의 표면과 검지 목표 화학물질(주로 화학가스 분자) 사이의 반응성 여부가 중요한 저항변화식(chemiresistive) 가스 센서 분야에서는 중요한 요소로 인식되고 있다2). | |
산화물 가스센서 개발에 사용될 수 있는 재료는 무엇이 있는가? | 1962년 Seiyama 교수1)에 의해 벌크(bulk) 형태의 산화물 반도체 기반 가스 센서가 최초로 제안된 이래 후막(thick film) 및 박막(thin film) 형태의 산화물 가스 센서 연구개발을 거쳐 최근에는 나노섬유(nanofiber), 나노선(nanowire), 나노막대(nanorod), 나노튜브(nanotube) 등과 같은 저차원(low-dimensional structure) 나노재료를 활용한 산화물 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 벌크 및 박막 재료와는 다르게 독특한 물리적, 화학적 성질을 가지고 있는 저차원 구조의 나노재료는 구조, 형상, 크기 등을 제어함으로써 감응 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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