나노기술 및 정책 정보

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● 중국 뚱난대학교 한레이 교수 연구팀은 산화 그래핀/폴리아닐린(GO/PANI) 나노복합소재에 기반한 정전용량식 암모니아 센서를 개발

● 밀폐된 공간 속에서의 암모니아 등 유독성 기체는 눈에 보이지 않으면서 인간의 호흡기를 파괴하는 위험한 물질이므로 이를 모니터링할 수 있는 기술이 필요

● 연구팀은 산화 그래핀/폴리아닐린(GO/PANI) 나노복합소재를 장벽용량 이론을 활용하여 모델링을 진행

● 산화 그래핀/폴리아닐린 장벽용량 내 공간전하 영역의 폭 변화는 개발된 센서를 통해 흡착된 암모니아 분자가 전자를 주입하는 과정에서 발생됨.

● 연구팀이 세운 이론 결과와 실험 결과 사이의 최대 편차는 암모니아 농도가 0~100ppm일 때, 9.25%로 제한됨.

● 해당 모델은 정전용량식 암모니아 센서의 정확한 정량 분석을 완성하여 다른 정전용량식 기체 센서를 위한 시사점을 제공

※ 용어설명

- 정전용량식(Capacitive): 다수의 전극이 깔린 구조를 가지고 있으며, 전류가 흐르는 물질이 닿으면 각 전극은 전극별 다른 정전용량을 감지해 얻어진 값 저장된 값을 비교하여 인식함.

- 공간 전하영역(space charge region): 고정된 전하만 분포하여 전기적으로 중성이 아닌 영역

※ Advanced Materials Technologies 게재(2021.12.16.), “Capacitive Ammonia Sensor Based on Graphene Oxide/Polyaniline Nanocomposites”