나노기술 및 정책 정보

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● 유용상 교수(고려대) 및 서민아 박사(한국과학기술연구원) 공동 연구팀은 실생활에 적용 가능한 측정조건인 상온, 상압 실제 환경에서 수소 가스가 0.25% 수준인 극미량에서도 누출을 확인할 수 있는 신개념 테라헤르츠 광센서를 개발

● 연구팀은 전자기파의 특정 대역 신호를 증폭시키는 메타물질을 이용하여 극미량의 가스에 의한 테라헤르츠 광신호의 변화를 민감하게 측정할 수 있는 가스 검출 센싱 플랫폼을 개발

● 연구팀은 우선 가스에 민감한 테라헤르츠 대역에서 신호를 증폭할 테라헤르츠 메타물질을 개발한 후, 이 메타물질에 금속수소화물(격자 내 빈공간으로 수소를 흡수하는 금속, 팔라듐)을 균일하게 도포함으로써 극도로 좁은 갭(14 나노미터 수준)을 형성하여 테라헤르츠 신호의 민감도를 극대화

● 이어 연구팀은 수소 및 산소 가스 등을 일정량 주입하여 광학 신호값을 분석함으로써 수 분 이내로 가스 검출 및 가스의 촉매 반응을 실시간 관찰할 수 있었으며, 나노미터 스케일에서 수소와 산소에 의해 물이 형성되는 과정과 금속에서 수소가 탈착되는 메커니즘도 최초로 규명

● 본 연구를 통해 금속 표면에서 일어나는 다양한 기체 흡착 및 탈착 과정과 분자 단위의 화학반응 메커니즘을 시각적으로 확인할 수 있을 전망

Advanced Materials (2023.11.23.), Advancements of Intense Terahertz Field Focusing on Metallic Nanoarchitectures for Monitoring Hidden Interatomic Gas-Matter Interactions