KR102303276B1 - Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process - Google Patents
Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process Download PDFInfo
- Publication number
- KR102303276B1 KR102303276B1 KR1020200004120A KR20200004120A KR102303276B1 KR 102303276 B1 KR102303276 B1 KR 102303276B1 KR 1020200004120 A KR1020200004120 A KR 1020200004120A KR 20200004120 A KR20200004120 A KR 20200004120A KR 102303276 B1 KR102303276 B1 KR 102303276B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensing layer
- ion concentration
- hydrogen ion
- layers
- concentration sensor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 title claims abstract description 31
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 title claims description 13
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 title description 19
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title description 11
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 142
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- -1 Hydrogen ions Chemical class 0.000 claims description 18
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 10
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 8
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 8
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 229920005839 ecoflex® Polymers 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012123 point-of-care testing Methods 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4071—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases using sensor elements of laminated structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
- G01N27/4146—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS involving nanosized elements, e.g. nanotubes, nanowires
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
본 실시예들은 스크린 프린팅 공정을 통해 형성된 수소 이온 농도 센서로서, 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 하나 이상의 채널을 갖는 감지층에 pH 용액이 접촉되면 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지할 수 있고, 기계적인 굽힘 동작 이후에도 동작 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 수소 이온 농도 센서 및 그 제조 방법을 제공한다.These embodiments are hydrogen ion concentration sensors formed through a screen printing process. When a pH solution comes into contact with a sensing layer having one or more channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, the pH solution of the sensing layer is in contact. Provided are a hydrogen ion concentration sensor capable of detecting pH concentration by changing resistance and securing operational stability and reliability even after mechanical bending, and a method for manufacturing the same.
Description
본 발명이 속하는 기술 분야는 스크린 프린팅 공정으로 제작된 유연한 수소 이온 농도 센서에 관한 것이다.The technical field to which the present invention pertains relates to a flexible hydrogen ion concentration sensor fabricated by a screen printing process.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.
생물학적 및 화학적 반응은 pH 레벨에 의존하므로, 생물학, 의약 및 보건, 식품, 수질 관리, 화학적 또는 생물학적 반응을 모니터링할 필요가 있다. pH 센서는 광범위하게 사용되며, 최근 IoT 기술의 발달로 인하여 pH 센서를 사용하는 대부분의 분야에서 플랙시블 기술과 함께 실시간 모니터링(Point of Care Testing, POCT) 기술에 대한 요구가 커지고 있다. Since biological and chemical reactions depend on pH levels, there is a need to monitor biology, medicine and health, food, water quality management, chemical or biological reactions. The pH sensor is widely used, and due to the recent development of IoT technology, the demand for real-time monitoring (Point of Care Testing, POCT) technology along with flexible technology in most fields using the pH sensor is increasing.
기존의 pH 센서 기술 분야에서 유리 전극 기반의 pH 센서는 시간의 경과에 따라 지속적인 보정(Calibration) 작업이 필요하며 재료의 취성 및 센서의 구조적 변형에 한계가 있다. 보다 개선된 감지 물질, 유연기판, 기계적 물성, 비용 및 대량생산 가능성을 중심으로 하여 다양한 방식의 pH 센서 기술이 연구되고 있다.In the field of existing pH sensor technology, glass electrode-based pH sensors require continuous calibration over time and have limitations in material brittleness and structural deformation of the sensor. Various methods of pH sensor technology are being studied, focusing on improved sensing materials, flexible substrates, mechanical properties, cost, and possibility of mass production.
본 발명의 실시예들은 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 다중 채널을 갖는 감지층에 pH 용액이 접촉되면 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지하는 수소 이온 농도 센서로서, 스크린 프린팅 공정을 통해 수소 이온 농도 센서를 형성하며 스크린 프린팅 공정을 이용하여 마스크 패턴에 따라 레이어의 층수를 조절하여 pH 반응성을 제어할 수 있고, 기계적인 굽힘 테스트 후에도 산성 및 염기성을 감지하는 센서의 동작 안정성과 신뢰성을 확보하는 데 발명의 주된 목적이 있다. In the embodiments of the present invention, when a pH solution comes into contact with a sensing layer having multiple channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, the resistance of the sensing layer changes to detect the pH concentration. As a sensor, a hydrogen ion concentration sensor is formed through the screen printing process, and the pH reactivity can be controlled by adjusting the number of layers according to the mask pattern using the screen printing process. The main object of the invention is to secure the operational stability and reliability of the sensor.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 기판을 클리닝하는 단계, 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 용액을 생성하는 단계, 및 상기 전도성 물질과 상기 폴리머 바인더가 교반된 상기 복합 용액을 상기 기판에 도포하고 스크린 프린트 공정을 이용하여 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 형성하는 단계를 포함하는 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법을 제공한다.According to one aspect of this embodiment, cleaning the substrate, generating a composite solution in which a conductive material and a polymer binder are stirred, and applying the composite solution in which the conductive material and the polymer binder are stirred is applied to the substrate and screened Provided is a method of manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process, comprising the step of forming a sensing layer having one or more channels using a printing process.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 수소 이온 농도 센서에 있어서, 기판, 상기 기판에 형성되며 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 다중 채널을 갖는 감지층을 포함하며, 상기 감지층에 pH 용액이 접촉되면 상기 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지하는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서를 제공한다. 또한 스크린 프린팅의 공정 최적화를 통해 증착된 감지층의 전기전자적 특성 그리고 그에 따른 센서의 민감도를 제어하는 것이 가능하다. According to another aspect of this embodiment, in the hydrogen ion concentration sensor, it comprises a substrate, a sensing layer formed on the substrate and having multiple channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, Provided is a hydrogen ion concentration sensor, characterized in that when the pH solution is in contact with the sensing layer, the resistance of the sensing layer is changed to sense the pH concentration. In addition, it is possible to control the electrical and electronic properties of the deposited sensing layer and thus the sensitivity of the sensor through the process optimization of screen printing.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 기판에 형성되며 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 포함하며, 상기 감지층에 pH 용액이 접촉되면 상기 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지하는 수소 이온 농도 센서, 상기 수소 이온 농도 센서에 부착되며 상기 수소 이온 농도 센서의 위치를 이동시키는 이동 장치, 및 상기 수소 이온 농도 센서가 감지한 pH 농도에 관한 데이터를 전송하는 통신부를 포함하는 수소 이온 농도 측정 시스템을 제공한다.According to another aspect of this embodiment, it is formed on a substrate and includes a sensing layer having one or more channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, wherein the sensing layer is in contact with a pH solution. a hydrogen ion concentration sensor for detecting the pH concentration by changing the resistance of the sensing layer, a moving device attached to the hydrogen ion concentration sensor to move the position of the hydrogen ion concentration sensor, and the pH concentration detected by the hydrogen ion concentration sensor It provides a hydrogen ion concentration measurement system including a communication unit for transmitting data about the.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 다중 채널을 갖는 감지층에 pH 용액이 접촉되면 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지하는 수소 이온 농도 센서로서, 스크린 프린팅 공정을 통해 수소 이온 농도 센서를 형성하며 스크린 프린트 공정에 사용되는 마스크를 통해 레이어의 개수를 조절하여 pH 반응성을 제어할 수 있고, 기계적인 힘이 반복적으로 인가된 후에도 산성 및 염기성을 감지하는 센서의 동작 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, when a pH solution comes into contact with a sensing layer having multiple channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, the resistance of the sensing layer is changed. As a hydrogen ion concentration sensor that detects the pH concentration, the hydrogen ion concentration sensor is formed through the screen printing process, and the pH reactivity can be controlled by adjusting the number of layers through the mask used in the screen printing process, and mechanical force is not applied. Even after repeated application, there is an effect of securing the operation stability and reliability of the sensor that detects acidity and basicity.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as if they were described in the specification of the present invention.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 측정 센서의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층에 적용된 폴리머 바인더의 화학 구조 예시이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 XPS 스펙트럼을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서에서 상이한 레이어를 갖는 감지층의 저항 변화 및 SEM 이미지를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서에서 상이한 레이어를 갖는 감지층의 pH 반응성 및 응답 특성을 예시한 도면이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 pH 반응 범위 및 굽힘 테스트 결과를 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 pH 센싱 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 장치를 예시한 도면이다.1 and 2 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a hydrogen ion concentration measuring sensor based on a screen printing process according to embodiments of the present invention.
3 to 5 are diagrams illustrating a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
6 is an example of a chemical structure of a polymer binder applied to a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
7 is a diagram illustrating an XPS spectrum of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
8 is a view illustrating a change in resistance and an SEM image of a sensing layer having different layers in a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
9 is a diagram illustrating pH reactivity and response characteristics of a sensing layer having different layers in a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
10 is a view illustrating a pH response range and a bending test result of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
11 is a diagram illustrating a pH sensing mechanism of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
12 and 13 are diagrams illustrating an apparatus for measuring hydrogen ion concentration according to still other embodiments of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted, and some embodiments of the present invention will be described. It will be described in detail with reference to exemplary drawings.
기존의 pH 센서는 금속 산화물을 이용하여 제작하였고, 금속 산화물을 이용한 pH 센서는 pH에 대한 높은 반응성을 보이나, 기계적 물성에 따른 한계와 제조 비용이 높은 문제가 있다. 전도성 폴리머를 이용하여 pH 센서를 제작하면 pH 센서는 기계적 유연성 및 높은 전도성을 확보할 수 있지만, pH 반응에 대한 민감도 및 동작 안정성이 상대적으로 좋지 못한 문제가 있다. Existing pH sensors are manufactured using metal oxides, and pH sensors using metal oxides show high reactivity to pH, but have limitations due to mechanical properties and high manufacturing costs. When a pH sensor is manufactured using a conductive polymer, the pH sensor can secure mechanical flexibility and high conductivity, but there is a problem in that sensitivity to pH response and operational stability are relatively poor.
본 명세서에 기재된 수소 이온 농도 센서는 화학 물질, 완충액 및 시약 등의 pH 측정이 가능하며, 드론 등의 이동 장치, 스마트폰 앱, 웨어러블 기기 등과 결합하거나 다양한 전자 응용 장치에 적용될 수 있다. The hydrogen ion concentration sensor described herein can measure pH of chemicals, buffers and reagents, and can be combined with mobile devices such as drones, smartphone apps, wearable devices, and the like, or can be applied to various electronic applications.
본 명세서에 기재된 수소 이온 농도 센서는 스크린 프린팅 공정으로 제작된다. 스크린 프린팅은 패턴이 되어 있는 마스크 위에 페이스트(Paste)를 바른 후 스퀴즈(Squeegee)로 문지르면 페이스트가 패턴을 통과하여 마스크 아래에 있는 기판에 프린팅이 되는 방식이다. 프린팅 횟수를 최적화함으로써 나노 복합체의 전기적 특성, 나아가 pH 민감도를 제어할 수 있는 다채널 기반의 유연 pH 센서를 제작할 수 있다.The hydrogen ion concentration sensor described herein is fabricated by a screen printing process. Screen printing is a method in which paste is applied on a patterned mask and then rubbed with a squeeze, the paste passes through the pattern and is printed on the substrate under the mask. By optimizing the number of printing, it is possible to fabricate a multi-channel-based flexible pH sensor that can control the electrical properties of the nanocomposite as well as the pH sensitivity.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 측정 센서의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.1 and 2 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a hydrogen ion concentration measuring sensor based on a screen printing process according to embodiments of the present invention.
스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법은 기판을 클리닝하는 단계(S110), 복합 용액을 생성하는 단계(S120), 및 감지층을 형성하는 단계(S130)을 포함한다. 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법은 감지층을 형성한 후 보호층 및 분리벽을 형성하는 단계(S140)를 추가로 포함할 수 있다.A method of manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process includes cleaning a substrate (S110), generating a complex solution (S120), and forming a sensing layer (S130). The method of manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on the screen printing process may further include forming a protective layer and a separation wall ( S140 ) after forming the sensing layer.
기판을 클리닝하는 단계(S110)는 기판(210)을 초음파 세척하고 자외선 처리하여 기판을 친수화한다. 초음파 세척기 안에서 10분 동안 기판을 아세톤, 메탄올, IPA(Isopropyl Alcohol) 순으로 순차적으로 세척한다. 254 nm의 파장 및 28 mW/cm2의 파워 밀도를 가지는 자외선 오존 처리기 안에서 5분 내지 1시간 범위에서 표면 처리할 수 있으며, 예컨대, 11분 동안 표면 처리를 수행할 수 있다. 기판은 유연 기판일 수 있고, 폴리이미드(Polyimide)가 사용될 수 있다. 유연 기판은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 에코플렉스(Ecoflex), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리비스페놀 A(Polybisphenol A), 폴리에틸렌(Polyethylene) 등과 같은 유연 기판, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In the step of cleaning the substrate ( S110 ), the
복합 용액을 생성하는 단계(S120)는 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반한다. 전도성 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 산화 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide, RGO), 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소 고분자 물질일 수 있다. 폴리머 바인더는 나피온(Nafion), 항산화제(Antioxidant), 에틸셀룰로스(Ethyl Cellulose), 또는 이들의 조합을 포함하는 물질일 수 있다. 폴리머 바인더로 화학적 유사한 후보군이 사용될 수 있다.In the step of generating the composite solution ( S120 ), the conductive material and the polymer binder are stirred. The conductive material may be a carbon polymer material including carbon nanotubes (CNT), graphene, reduced graphene oxide (RGO), or a combination thereof. The polymer binder may be a material comprising Nafion, an antioxidant, Ethyl Cellulose, or a combination thereof. Chemically similar candidates can be used as polymer binders.
감지층을 형성하는 단계(S130)는 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 용액을 기판에 도포하고 스크린 프린트 공정을 이용하여 하나 이상의 채널을 갖는 감지층(220)을 형성한다. In the step of forming the sensing layer ( S130 ), a composite solution in which a conductive material and a polymer binder are stirred is applied to a substrate, and the
탄소를 기반으로 한 센싱 물질을 유연기판 위에 도포하여 pH 용액이 감지층에 가해지면 저항의 변화로 pH를 감지한다. 유연 기판 위에 SWCNT와 나피온의 적합한 혼합 비율로 혼합물을 제작하여 용액 공정 기반의 스크린프린팅(screen printing) 기술을 이용하여 랜덤 네트워크 구조를 가지는 감지층의 멀티 채널을 증착한다.A carbon-based sensing material is applied on a flexible substrate, and when a pH solution is applied to the sensing layer, the pH is sensed by a change in resistance. A mixture of SWCNT and Nafion is prepared on a flexible substrate at a suitable mixing ratio, and multi-channels of a sensing layer having a random network structure are deposited using a solution process-based screen printing technology.
감지층(220)은 전극 영역(230)과 연결되도록 형성될 수 있다. 프린트 공정 이후에 열처리 공정을 수행한다. 70℃ 내지 120℃의 온도 범위에서 열처리할 수 있으며, 예컨대, 100℃의 온도에서 열처리할 수 있다. 복수 번의 프린팅 공정 및 열처리 공정을 진행하여 복수의 레이어를 적층할 수 있다. The
감지층을 형성하는 단계(S130)는 프린팅 공정에서 사용되는 마스크(100)를 상이하게 구성하고 상이하게 구성된 마스크를 통해 복수의 채널 중에서 두 개의 채널이 상이한 개수를 갖는 레이어를 형성할 수 있다.In the step of forming the sensing layer ( S130 ), the
보호층 및 분리벽을 형성하는 단계(S140)는 감지층을 형성한 후 감지층에 유연 절연 물질을 도포하여 보호층(240) 및 분리벽을 형성한다. 유연 절연 물질로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 사용할 수 있다. 유연 절연 물질로 에코플렉스(Ecoflex)을 사용할 수 있으며, 다른 물질이 사용될 수 있다. PDMS는 인체에 무해하며 신축성이 크고 절연 물질이기 때문에 다른 채널에 주입된 pH 용액이 서로 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라 pH 용액으로부터 감지층과 전극의 전기 접점을 보호할 수 있다. In the step of forming the protective layer and the partition wall ( S140 ), the
pH 용액의 농도에 따라 전기적 특성이 변화하는 것을 분석할 수 있기 때문에 넓은 범위의 pH 농도를 감지할 수 있다. 저항 방식을 사용함으로써 축전 용량 방식과 비교하여 신호의 증폭과 잡음 처리(노이즈 제거)와 관련하여 추가적인 회로 구성이 필요하지 않아서 공정 비용을 절감할 수 있다.Because it is possible to analyze changes in electrical properties according to the concentration of a pH solution, a wide range of pH concentrations can be detected. By using the resistive method, compared to the capacitive method, no additional circuit configuration is required in terms of signal amplification and noise processing (noise removal), thereby reducing process costs.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서를 예시한 도면이다.3 to 5 are diagrams illustrating a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, 수소 이온 농도 센서(300)는 기판(310) 및 감지층(320)을 포함한다. 감지층(320)은 기판(310)에 형성되며 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 하나 이상의 채널을 갖는다. 감지층(320)에 pH 용액이 접촉되면 감지층(320)의 저항이 변하여 pH 농도를 감지한다. Referring to FIG. 3 , the hydrogen
도 4는 스크린 프린트 공정에 의해 제작된 수소 이온 농도 센서를 예시한다. 감지층은 스크린 프린트 공정에 의해 형성되며, 스크린 프린트 공정에 사용되는 마스크를 통해 레이어의 개수 및 채널의 개수를 조절하여 pH 반응성을 제어할 수 있다. 감지층은 복수의 채널을 형성하고, 각 채널은 상이한 개수의 레이어를 포함할 수 있다. 4 illustrates a hydrogen ion concentration sensor fabricated by a screen printing process. The sensing layer is formed by a screen printing process, and the pH reactivity can be controlled by controlling the number of layers and the number of channels through a mask used in the screen printing process. The sensing layer forms a plurality of channels, and each channel may include a different number of layers.
도 4에 도시된 바와 같이 스크린 프린트 공정에 의해 제작된 수소 이온 농도 센서는 기계적인 굽힘 테스트 이후에도 안정적인 pH 반응성을 유지할 수 있다. 기계적 안정성을 확인하기 위해 5mm의 곡률 반경을 가지는 구부림 테스트(Bending Test)를 진행하였고, 200번의 연속적인 스트레인 인가 후에도 pH 센서의 성능이 거의 변하지 않는 높은 동작 안정성 및 신뢰성을 보임을 확인하였다.As shown in FIG. 4 , the hydrogen ion concentration sensor manufactured by the screen printing process can maintain stable pH response even after the mechanical bending test. In order to confirm the mechanical stability, a bending test having a radius of curvature of 5 mm was performed, and it was confirmed that the performance of the pH sensor hardly changed even after 200 consecutive strains were applied, showing high operational stability and reliability.
도 5는 상이한 개수의 레이어로 적층된 복수의 채널을 갖는 수소 이온 농도 센서의 정면 단면도 및 측면 단면도를 예시한 것이다. 5 illustrates a front cross-sectional view and a side cross-sectional view of a hydrogen ion concentration sensor having a plurality of channels stacked in different numbers of layers.
감지층(520a, 531b, 532b, 533b)은 기판(510a, 510b) 위에 형성된다.The
감지층은 복수의 레이어로 형성된 채널을 포함하며, 감지층은 3 개 이상으로 적층된 레이어로 형성된 채널(520a)을 포함할 수 있다. 감지층은 감지층에 연결되며 감지층의 폭보다 넓게 형성된 전극 영역(530a)을 포함할 수 있다. 수소 이온 농도 센서는 전극 영역(530a)을 커버하는 보호층(540a, 540b)을 추가로 포함할 수 있다.The sensing layer may include a channel formed of a plurality of layers, and the sensing layer may include a
감지층은 복수의 채널을 포함하며, 감지층은 상이한 개수의 레이어로 형성된 채널(531b, 532b, 533b)을 포함할 수 있다. 수소 이온 농도 센서는 pH 용액이 복수의 채널(532b, 533b) 간에 침투하는 것을 막는 분리벽(545b)을 추가로 포함할 수 있다.The sensing layer may include a plurality of channels, and the sensing layer may include
기판은 유연 기판이 적용될 수 있다. 전도성 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 산화 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide, RGO), 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소 고분자 물질이 적용될 수 있다. 폴리머 바인더는 나피온(Nafion), 항산화제(Antioxidant), 에틸셀룰로스(Ethyl Cellulose), 또는 이들의 조합을 포함하는 물질이 적용될 수 있다. 보호층 및 분리벽은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex) 등이 적용될 수 있다.The substrate may be a flexible substrate. The conductive material may be a carbon polymer material including carbon nanotubes (CNT), graphene, reduced graphene oxide (RGO), or a combination thereof. The polymer binder may be a material containing Nafion, an antioxidant, ethyl cellulose, or a combination thereof. Polydimethylsiloxane (PDMS) or Ecoflex may be applied to the protective layer and the partition wall.
도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층에 적용된 폴리머 바인더의 화학 구조 예시이다. 폴리머 바인더는 C-F 결합을 포함한다. 바인더 물질로 예시적으로 사용된 나피온은 SWCNT 나노 복합체의 바인더 역할로 기판의 굽힘 상태에서 SWCNT 랜덤 네트워크의 크랙을 방지해주는 역할을 한다. 유연 pH 센서는 유연 전자 소자에 적용 가능하다.6 is an example of a chemical structure of a polymer binder applied to a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention. Polymeric binders contain C-F bonds. Nafion, exemplarily used as a binder material, serves as a binder for the SWCNT nanocomposite and prevents cracks in the SWCNT random network in the bent state of the substrate. The flexible pH sensor is applicable to flexible electronic devices.
전도성 물질과 폴리머 바인더는 N:1의 배합비로 교반될 수 있다. N은 양의 실수이며, 100:1부터 10:1까지 다양한 조건 하에서 배합될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 수치가 사용될 수 있다.The conductive material and the polymer binder may be stirred at a mixing ratio of N:1. N is a positive real number, and may be mixed under various conditions from 100:1 to 10:1, but is not limited thereto, and a suitable value may be used according to the implemented design.
전도성 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 산화 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide, RGO), 또는 이들의 조합으로 된 고분자 물질일 수 있다. 폴리머 바인더는 나피온(Nafion)이 사용될 수 있고, 유사한 후보군으로 항산화제(Antioxidant), 에틸셀룰로스(Ethyl Cellulose) 등이 사용될 수 있다. 폴리머 바인더에 의해 고정화된 전도성 물질은 여러 줄기들이 서로 얽혀있는 상태로 박막을 형성하였으며 이러한 박막, 즉, 유연 감지층이 pH 감지 특성을 확보하면서 유연성을 갖는 주요 원인이 된다.The conductive material may be a polymer material made of carbon nanotubes (CNT), graphene, reduced graphene oxide (RGO), or a combination thereof. Polymer binder may be used Nafion (Nafion), antioxidant (Antioxidant), ethyl cellulose (Ethyl Cellulose), etc. may be used as a similar candidate group. The conductive material immobilized by the polymer binder formed a thin film with several stems entangled with each other, and this thin film, that is, the flexible sensing layer, is the main cause of flexibility while securing pH sensing properties.
도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 XPS 스펙트럼을 예시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an XPS spectrum of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
감지층의 복합 물질에 대한 C1s의 X선 광전자 분광(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) 스펙트럼은 283.9 eV의 피크 및 290.9 eV의 피크를 나타낸다. SWCNT와 나피온으로 구성된 나노 복합체 필름의 C1s XPS 스펙트럼은 크게 2 개의 피크가 존재한다. SWCNT의 주요 피크로 알려진 283.9eV 이외에도 바인더로 사용된 나피온의 피크 290.9eV가 검출되어 성공적으로 SWCNT 나노 복합체가 형성되었음을 파악할 수 있다.The X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) spectrum of C1s for the composite material of the sensing layer shows a peak of 283.9 eV and a peak of 290.9 eV. In the C1s XPS spectrum of the nanocomposite film composed of SWCNT and Nafion, two peaks exist. In addition to 283.9 eV, which is known as the main peak of SWCNT, a peak of 290.9 eV of Nafion used as a binder was detected, indicating that SWCNT nanocomposites were successfully formed.
도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서에서 상이한 레이어를 갖는 감지층의 저항 변화 및 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지를 예시한 도면이다.8 is a view illustrating a change in resistance of a sensing layer having different layers and a scanning electron microscope (SEM) image in a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
감지층의 레이어가 3층까지 증가할 때는 급격히 저항이 감소하다가 3층 이상의 레이어부터는 유사한 저항을 나타낸다. 감지층의 레이어가 3층이 될 때 SWCNT 나노 복합체 필름이 벌크 저항에 도달하는 것을 확인할 수 있다. When the layer of the sensing layer increases to the third layer, the resistance decreases rapidly, but from the third layer or more, the resistance shows a similar resistance. It can be seen that the SWCNT nanocomposite film reaches bulk resistance when the sensing layer becomes three layers.
1층이 인쇄된 SWCNT 나노 복합체 필름과 3층이 인쇄된 SWCNT 복합체 필름의 SEM 이미지를 보면, 3층 인쇄된 필름은 공간 분포의 균일성 및 나노 복합체의 조밀한 랜덤 네트워크 형성 측면에서 1층 인쇄된 필름보다 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 즉, 인쇄된 레이어의 적층 수에 따라 pH 센서의 민감도를 임의로 조절할 수 있다.Looking at the SEM images of the SWCNT nanocomposite film printed with one layer and the SWCNT composite film with three layers printed, the three-layer printed film is a single-layer printed film in terms of the uniformity of spatial distribution and the formation of a dense random network of the nanocomposite. It can be confirmed that it is superior to film. That is, the sensitivity of the pH sensor can be arbitrarily adjusted according to the number of printed layers.
도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서에서 상이한 레이어를 갖는 감지층의 pH 반응성 및 응답 특성을 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating pH reactivity and response characteristics of a sensing layer having different layers in a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
전기적 특성은 센서 동작에 있어서 가장 중요한 부분으로, pH 센서에 도포된 pH 용액의 농도에 따라 반응성은 선형적으로 변화한다. 인쇄된 레이어의 적층 개수에 따라 감지층의 재료의 전기적 성질이 변화하여 반응성을 조절할 수 있다. 전기적 특성 변화는 SWCNT 나노 복합체의 공간 분포의 균일성 및 나노 복합체의 조밀한 랜덤 네트워크 형성에 의한다. 산성과 염기성 전 범위에서 측정이 가능하므로 감지층의 저항 임계치 설정을 통해 설정된 pH 농도 측정 범위에서 동작하도록 제어할 수 있다.Electrical characteristics are the most important part in the operation of the sensor, and the reactivity changes linearly according to the concentration of the pH solution applied to the pH sensor. Reactivity can be controlled by changing the electrical properties of the material of the sensing layer according to the number of printed layers stacked. The change in electrical properties is due to the uniformity of spatial distribution of SWCNT nanocomposites and the formation of a dense random network of nanocomposites. Since it can measure in the entire range of acidity and basicity, it can be controlled to operate in the pH concentration measurement range set by setting the resistance threshold of the sensing layer.
도 10는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 pH 반응 범위 및 굽힘 테스트 결과를 예시한 도면이다.10 is a view illustrating a pH response range and a bending test result of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
pH 용액의 환경에 따라 반응성이 증가 또는 감소한다. 전기적 특성의 변화는 검출용액이 산성인지 알칼리성 여부를 구분할 수 있는 중요한 지표이다. Depending on the environment of the pH solution, the reactivity increases or decreases. The change in electrical characteristics is an important indicator to distinguish whether the detection solution is acidic or alkaline.
수소 이온 농도 센서는 5 mm의 곡률 반경으로 반복된 굽힘 테스트 후에도 pH 반응성을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 200회 굽힘 테스트 후 센서의 pH 반응성은 굽힘 테스트 전과 거의 차이가 없다. 스크린 프린팅 공정을 통해 형성된 pH 센서가 유연 기판에서 안정적인 동작 특성을 나타내며 유연 전자 시스템에도 충분히 적용될 수 있음을 보여준다.It can be seen that the hydrogen ion concentration sensor maintains pH responsiveness even after repeated bending tests with a radius of curvature of 5 mm. After the 200 bend test, the pH response of the sensor is almost the same as before the bend test. It shows that the pH sensor formed through the screen printing process shows stable operating characteristics on flexible substrates and can be sufficiently applied to flexible electronic systems.
도 11은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 센서의 감지층의 pH 센싱 메커니즘을 예시한 도면이다.11 is a diagram illustrating a pH sensing mechanism of a sensing layer of a hydrogen ion concentration measuring sensor according to other embodiments of the present invention.
pH 용액의 환경은 산성 환경과 알칼리 환경의 구분이 가능하다. pH 용액의 수소 이온 또는 수산화 이온은 카보닐(Carbonyl) 및 C-H 결합과 상호 작용하고 감지층에 공유 부착되며, 수소 이온이 부착되면 감지층의 저항이 감소하고, 수산화 이온이 부착되면 감지층의 저항이 증가한다.The pH solution environment can be divided into an acidic environment and an alkaline environment. Hydrogen ions or hydroxide ions in the pH solution interact with carbonyl and CH bonds and are covalently attached to the sensing layer. When hydrogen ions are attached, the resistance of the sensing layer decreases, and when hydroxide ions are attached, the resistance of the sensing layer. this increases
SWCNT의 전도 특성은 SWCNT의 표면에서 OH- 과 H+ 사이의 상호 작용에 의한다. 수산화 이온 또는 수소 이온이 SWCNT의 표면에 부착될 때, pH 용액은 용액이 산성인지 알칼리성인지에 따라 SWCNT의 저항을 증가시키거나 감소시킨다.The conduction properties of SWCNTs are due to the interaction between OH- and H+ on the surface of SWCNTs. When hydroxide ions or hydrogen ions are attached to the surface of SWCNTs, the pH solution increases or decreases the resistance of SWCNTs depending on whether the solution is acidic or alkaline.
pH 완충 용액이 나노 복합체에 주입될 때, 수소 이온 또는 수산화 이온은 카보닐(carbonyl) 및 C-H 결합과 상호 작용하고 SWCNT에 공유적으로 부착된다. SWCNT의 표면에 수소 이온이 부착되면 SWCNT의 저항이 감소하고 수산화물 이온은 반대 효과를 일으켜, SWCNT의 저항을 증가시킨다.When the pH buffer solution is injected into the nanocomposite, hydrogen ions or hydroxide ions interact with carbonyl and C-H bonds and are covalently attached to SWCNTs. When hydrogen ions are attached to the surface of SWCNTs, the resistance of SWCNTs decreases, and hydroxide ions have the opposite effect, increasing the resistance of SWCNTs.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 수소 이온 농도 측정 장치를 예시한 도면이다.12 and 13 are diagrams illustrating an apparatus for measuring hydrogen ion concentration according to still other embodiments of the present invention.
수소 이온 농도 측정 장치(600)는 이동 장치(610), 수소 이온 농도 센서(620), 및 통신부(630)를 포함한다. The hydrogen ion concentration measuring device 600 includes a mobile device 610 , a hydrogen ion concentration sensor 620 , and a communication unit 630 .
수소 이온 농도 센서(610)는 기판에 형성되며 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 포함하며, 감지층에 pH 용액이 접촉되면 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지한다. The hydrogen ion concentration sensor 610 is formed on a substrate and includes a sensing layer having one or more channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred, and detects when a pH solution comes into contact with the sensing layer. The resistance of the layer changes to sense the pH concentration.
이동 장치(610)에 수소 이온 농도 센서(620)가 부착되며 수소 이온 농도 센서(620)의 위치를 이동시킨다. 이동 장치(610)는 원격 제어가 가능한 비행체일 수 있다.A hydrogen ion concentration sensor 620 is attached to the moving device 610 and moves the position of the hydrogen ion concentration sensor 620 . The mobile device 610 may be an aircraft capable of remote control.
통신부(630)는 수소 이온 농도 센서가 감지한 pH 농도에 관한 데이터를 전송한다.The communication unit 630 transmits data regarding the pH concentration detected by the hydrogen ion concentration sensor.
원거리에서 수질을 실시간으로 확인할 수 있는 드론과 결합된 pH 센서 시스템을 구현할 수 있다. 드론에 데이터 처리 모듈과 무선 통신 모듈을 결합하고, 카메라를 이용해서 pH를 확인하려는 장소에 위치시킨 후에 실시간으로 pH를 분석하여 알고리즘으로 설계된 프로그램을 기반으로 사용자의 스마트폰 등의 장치로 모니터링 결과를 출력할 수 있다. It is possible to implement a pH sensor system combined with a drone that can check water quality from a distance in real time. After combining the data processing module and the wireless communication module with the drone, using the camera to check the pH, the pH is analyzed in real time, and the monitoring result is sent to the user's smartphone or other device based on the program designed with the algorithm. can be printed out.
스마트폰과 결합된 드론 응용 프로그램에 통합된 실시간 pH 센서 시스템은 하천에 pH 센서가 닿으면 아날로그 신호를 센서로부터 입력받아 디지털 신호로 변환한다. 변환된 디지털 신호를 블루투스 등의 무선 통신을 통하여 스마트폰에 신호를 전달한다. pH의 반응성을 스마트폰으로 확인 가능하다. The real-time pH sensor system integrated into the drone application combined with a smartphone receives an analog signal from the sensor and converts it into a digital signal when the pH sensor touches the river. The converted digital signal is transmitted to the smartphone through wireless communication such as Bluetooth. You can check the reactivity of pH with your smartphone.
수소 이온 농도 측정 장치의 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.The components of the hydrogen ion concentration measuring device are connected to a communication path connecting a software module or a hardware module inside the device, and operate organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.
수소 이온 농도 측정 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.The hydrogen ion concentration measuring apparatus may be implemented in a logic circuit by hardware, firmware, software, or a combination thereof, and may be implemented using a general-purpose or special-purpose computer. The device may be implemented using a hardwired device, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. In addition, the device may be implemented as a system on chip (SoC) including one or more processors and controllers.
수소 이온 농도 측정 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.The hydrogen ion concentration measuring apparatus may be mounted on a computing device provided with hardware elements in the form of software, hardware, or a combination thereof. A computing device includes all or part of a communication device such as a communication modem for performing communication with various devices or a wired/wireless communication network, a memory for storing data for executing a program, and a microprocessor for executing an operation and command by executing the program. It can mean a device.
도 1에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 1에 기재된 순서를 변경하거나 일부 과정을 생략하여 실행하거나, 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.Although it is described that each process is sequentially executed in FIG. 1, this is only an exemplary description, and those skilled in the art may change the order or partly Various modifications and variations may be applied by omitting the process, or executing one or more processes in parallel or adding another process.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present embodiments are for explaining the technical idea of the present embodiment, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.
Claims (17)
기판을 클리닝하는 단계;
전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 용액을 생성하는 단계; 및
상기 전도성 물질과 상기 폴리머 바인더가 교반된 상기 복합 용액을 상기 기판에 도포하고 스크린 프린팅 공정을 이용하여 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 형성하는 단계는, 복수 번의 프린팅 공정 및 열처리 공정을 진행하여 복수의 레이어를 적층하며,
상기 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 형성하는 단계는, 프린팅 공정에서 사용되는 마스크를 상이하게 구성하고 상기 상이하게 구성된 마스크를 통해 복수의 채널 개수를 갖는 레이어를 형성하며,
상기 감지층을 형성한 후 상기 감지층에 유연 절연 물질을 도포하여 보호층 및 분리벽을 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
상기 수소 이온 농도 센서는 상기 레이어의 개수 및 상기 채널의 개수를 조절하여 pH 반응성을 제어하며, 상기 감지층은 3 개 이상으로 적층된 레이어로 형성된 채널을 포함하며,
상기 감지층의 레이어가 3층이 될 때 상기 감지층이 벌크 저항에 도달하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법.In the method for manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process,
cleaning the substrate;
generating a composite solution in which a conductive material and a polymer binder are stirred; and
applying the composite solution in which the conductive material and the polymer binder are stirred to the substrate and forming a sensing layer having one or more channels using a screen printing process,
In the step of forming the sensing layer having one or more channels, a plurality of printing processes and heat treatment processes are performed to stack a plurality of layers,
In the step of forming the sensing layer having one or more channels, a mask used in the printing process is configured differently and a layer having a plurality of channel numbers is formed through the differently configured mask,
After forming the sensing layer, applying a flexible insulating material to the sensing layer further comprises the step of forming a protective layer and a partition wall,
The hydrogen ion concentration sensor controls the pH reactivity by adjusting the number of layers and the number of channels, and the sensing layer includes a channel formed of three or more stacked layers,
A method for manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process, characterized in that the sensing layer reaches the bulk resistance when the sensing layer has three layers.
상기 기판을 클리닝하는 단계는,
상기 기판을 초음파 세척하고 자외선 처리하여 상기 기판을 친수화하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법.According to claim 1,
The step of cleaning the substrate,
A method of manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process, characterized in that the substrate is subjected to ultrasonic cleaning and UV treatment to make the substrate hydrophilic.
상기 기판은 유연 기판이며,
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 산화 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide, RGO), 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소 고분자 물질이며,
상기 폴리머 바인더는 나피온(Nafion), 항산화제(Antioxidant), 에틸셀룰로스(Ethyl Cellulose), 또는 이들의 조합을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 공정에 기반한 수소 이온 농도 센서의 제조 방법.According to claim 1,
The substrate is a flexible substrate,
The conductive material is a carbon polymer material including carbon nanotubes (CNT), graphene, reduced graphene oxide (RGO), or a combination thereof,
The polymer binder is Nafion (Nafion), antioxidant (Antioxidant), ethyl cellulose (Ethyl Cellulose), or a method of manufacturing a hydrogen ion concentration sensor based on a screen printing process, characterized in that a material containing a combination thereof.
기판;
상기 기판에 형성되며 전도성 물질과 폴리머 바인더가 교반된 복합 물질을 기반으로 하나 이상의 레이어로 형성된 하나 이상의 채널을 갖는 감지층을 포함하며,
상기 감지층에 pH 용액이 접촉되면 상기 감지층의 저항이 변하여 pH 농도를 감지하며,
상기 감지층은 스크린 프린트 공정에 의해 형성되며, 상기 스크린 프린트 공정에 사용되는 마스크를 통해 상기 레이어의 개수 및 상기 채널의 개수를 조절하여 pH 반응성을 제어하며,
상기 감지층은 복수의 레이어로 형성된 채널을 포함하며, 상기 감지층은 3 개 이상으로 적층된 레이어로 형성된 채널을 포함하며,
상기 감지층에 연결되며 상기 감지층의 폭보다 넓게 형성된 전극 영역을 포함하며, 상기 전극 영역을 커버하는 보호층을 추가로 포함하며,
상기 감지층은 복수의 채널을 포함하며, 상기 pH 용액이 상기 복수의 채널 간에 침투하는 것을 막는 분리벽을 추가로 포함하며,
상기 감지층의 레이어가 3층이 될 때 상기 감지층이 벌크 저항에 도달하는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서.In the hydrogen ion concentration sensor,
Board;
a sensing layer formed on the substrate and having one or more channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred;
When the pH solution is in contact with the sensing layer, the resistance of the sensing layer changes to sense the pH concentration,
The sensing layer is formed by a screen printing process, and by controlling the number of the layers and the number of channels through a mask used in the screen printing process, the pH reactivity is controlled,
The sensing layer includes a channel formed of a plurality of layers, and the sensing layer includes a channel formed of three or more stacked layers,
and an electrode region connected to the sensing layer and formed wider than the width of the sensing layer, and further comprising a protective layer covering the electrode region,
The sensing layer includes a plurality of channels, and further includes a separation wall preventing the pH solution from penetrating between the plurality of channels,
The hydrogen ion concentration sensor, characterized in that the sensing layer reaches the bulk resistance when the layers of the sensing layer become three layers.
상기 감지층은,
하나의 레이어로 형성된 제1 채널,
2개의 레이어가 적층된 제2 채널,
3개의 레이어가 적층된 제3 채널을 포함하며,
상기 제1 채널, 상기 제2 채널, 상기 제3 채널이 분리벽에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서.8. The method of claim 7,
The sensing layer is
a first channel formed of one layer;
a second channel in which two layers are stacked,
and a third channel in which three layers are stacked,
The hydrogen ion concentration sensor, characterized in that the first channel, the second channel, and the third channel are separated by a partition wall.
상기 기판은 유연 기판이며,
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 산화 환원 그래핀(Reduced Graphene Oxide, RGO), 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소 고분자 물질이며,
상기 폴리머 바인더는 나피온(Nafion), 항산화제(Antioxidant), 에틸셀룰로스(Ethyl Cellulose), 또는 이들의 조합을 포함하는 물질인 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서.8. The method of claim 7,
The substrate is a flexible substrate,
The conductive material is a carbon polymer material including carbon nanotubes (CNT), graphene, reduced graphene oxide (RGO), or a combination thereof,
The polymer binder is a hydrogen ion concentration sensor, characterized in that the Nafion (Nafion), antioxidant (Antioxidant), ethyl cellulose (Ethyl Cellulose), or a material containing a combination thereof.
상기 감지층의 상기 복합 물질에 대한 C1s의 X선 광전자 분광(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 스펙트럼은 283.9 eV의 피크 및 290.9 eV의 피크를 나타내는 것을 특징으로 하는 기반한 수소 이온 농도 센서.8. The method of claim 7,
An X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of C1s for the composite material of the sensing layer shows a peak of 283.9 eV and a peak of 290.9 eV.
상기 pH 용액의 수소 이온 또는 수산화 이온은 카보닐(Carbonyl) 및 C-H 결합과 상호 작용하고 상기 감지층에 공유 부착되며, 상기 수소 이온이 부착되면 상기 감지층의 저항이 감소하고, 상기 수산화 이온이 부착되면 상기 감지층의 저항이 증가하는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서.8. The method of claim 7,
Hydrogen ions or hydroxide ions in the pH solution interact with carbonyl and CH bonds and are covalently attached to the sensing layer, and when the hydrogen ions are attached, the resistance of the sensing layer decreases, and the hydroxide ions are attached When the hydrogen ion concentration sensor, characterized in that the resistance of the sensing layer increases.
상기 수소 이온 농도 센서는 5 mm의 곡률 반경으로 반복된 기계적 굽힘 테스트 후에도 pH 반응성을 유지하는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 센서.8. The method of claim 7,
The hydrogen ion concentration sensor is a hydrogen ion concentration sensor, characterized in that it maintains pH responsiveness even after repeated mechanical bending tests with a radius of curvature of 5 mm.
상기 수소 이온 농도 센서에 부착되며 상기 수소 이온 농도 센서의 위치를 이동시키는 이동 장치; 및
상기 수소 이온 농도 센서가 감지한 pH 농도에 관한 데이터를 전송하는 통신부를 포함하며,
상기 감지층은 스크린 프린트 공정에 의해 형성되며, 상기 스크린 프린트 공정에 사용되는 마스크를 통해 상기 레이어의 개수 및 상기 채널의 개수를 조절하여 pH 반응성을 제어하며,
상기 감지층은 복수의 레이어로 형성된 채널을 포함하며, 상기 감지층은 3 개 이상으로 적층된 레이어로 형성된 채널을 포함하며,
상기 감지층에 연결되며 상기 감지층의 폭보다 넓게 형성된 전극 영역을 포함하며, 상기 전극 영역을 커버하는 보호층을 추가로 포함하며,
상기 감지층은 복수의 채널을 포함하며, 상기 pH 용액이 상기 복수의 채널 간에 침투하는 것을 막는 분리벽을 추가로 포함하며,
상기 감지층의 레이어가 3층이 될 때 상기 감지층이 벌크 저항에 도달하는 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 측정 시스템.It is formed on a substrate and includes a sensing layer having one or more channels formed of one or more layers based on a composite material in which a conductive material and a polymer binder are stirred. a hydrogen ion concentration sensor for detecting the concentration;
a moving device attached to the hydrogen ion concentration sensor and moving a position of the hydrogen ion concentration sensor; and
It includes a communication unit for transmitting data about the pH concentration sensed by the hydrogen ion concentration sensor,
The sensing layer is formed by a screen printing process, and by controlling the number of the layers and the number of channels through a mask used in the screen printing process, the pH reactivity is controlled,
The sensing layer includes a channel formed of a plurality of layers, and the sensing layer includes a channel formed of three or more stacked layers,
and an electrode region connected to the sensing layer and formed wider than the width of the sensing layer, and further comprising a protective layer covering the electrode region,
The sensing layer includes a plurality of channels, and further includes a separation wall preventing the pH solution from penetrating between the plurality of channels,
The hydrogen ion concentration measurement system, characterized in that the sensing layer reaches the bulk resistance when the sensing layer has three layers.
상기 이동 장치는 원격 제어가 가능한 비행체인 것을 특징으로 하는 수소 이온 농도 측정 시스템.17. The method of claim 16,
The mobile device is a hydrogen ion concentration measurement system, characterized in that the remote-controllable aircraft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200004120A KR102303276B1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200004120A KR102303276B1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210090865A KR20210090865A (en) | 2021-07-21 |
| KR102303276B1 true KR102303276B1 (en) | 2021-09-15 |
Family
ID=77143503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200004120A KR102303276B1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102303276B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230099897A (en) | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 핫앤쿨 | Carbon Nanotube and Carbon Fiber Composite Manufacturing Device |
| KR20230099895A (en) | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 핫앤쿨 | Manufacture of Carbon Nanotubes and Carbon Fiber Composites |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308463A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Nano-carbon sensor |
| JP2018176905A (en) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 鹿島建設株式会社 | Underwater investigation system and underwater investigation method using unmanned flying object |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100856577B1 (en) * | 2006-05-22 | 2008-09-04 | 주식회사 에스티앤아이 | Carbon nanotube sensor and method for manufacturing the same |
| KR101079931B1 (en) | 2009-01-05 | 2011-11-04 | 이화여자대학교 산학협력단 | Single-walled carbon nanotube hydrogen gas sensor and its fabrication method |
| KR101896400B1 (en) | 2016-12-23 | 2018-09-07 | 한국과학기술원 | Flexible pH Sensor Based on Nanopillar Array Electrode and Method for Fabricating the Same |
| KR102077306B1 (en) * | 2018-02-14 | 2020-02-13 | 광운대학교 산학협력단 | Real-time Glucose Monitoring Sensor System and Method of Manufacturing Glucose Sensor Based on Low Temperature Solution Process |
-
2020
- 2020-01-13 KR KR1020200004120A patent/KR102303276B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308463A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Nano-carbon sensor |
| JP2018176905A (en) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 鹿島建設株式会社 | Underwater investigation system and underwater investigation method using unmanned flying object |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230099897A (en) | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 핫앤쿨 | Carbon Nanotube and Carbon Fiber Composite Manufacturing Device |
| KR20230099895A (en) | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 핫앤쿨 | Manufacture of Carbon Nanotubes and Carbon Fiber Composites |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210090865A (en) | 2021-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Delipinar et al. | Fabrication and materials integration of flexible humidity sensors for emerging applications | |
| Kano et al. | All-painting process to produce respiration sensor using humidity-sensitive nanoparticle film and graphite trace | |
| Zhu et al. | Cellulose nanofiber/carbon nanotube dual network-enabled humidity sensor with high sensitivity and durability | |
| An et al. | Transparent and flexible fingerprint sensor array with multiplexed detection of tactile pressure and skin temperature | |
| Duan et al. | Daily writing carbon ink: Novel application on humidity sensor with wide detection range, low detection limit and high detection resolution | |
| Kano et al. | Fast-response and flexible nanocrystal-based humidity sensor for monitoring human respiration and water evaporation on skin | |
| Nassar et al. | Paper skin multisensory platform for simultaneous environmental monitoring | |
| KR102303276B1 (en) | Flexible pH Sensor Based on Nanocomposite of Single-Wall Carbon Nanotube and Nafion Fabricated by Screen-Printing Process | |
| US10845213B2 (en) | Paper based electronics platform | |
| Segev-Bar et al. | Tunable touch sensor and combined sensing platform: toward nanoparticle-based electronic skin | |
| Arman Kuzubasoglu | Recent studies on the humidity sensor: A mini review | |
| Pandey et al. | Pd-doped reduced graphene oxide sensing films for H2 detection | |
| Jeon et al. | Flexible pH sensors based on printed nanocomposites of single-wall carbon nanotubes and Nafion | |
| McGhee et al. | Printed, fully metal oxide, capacitive humidity sensors using conductive indium tin oxide inks | |
| Shaukat et al. | All range highly linear and sensitive humidity sensor based on 2D material TiSi2 for real-time monitoring | |
| Jung et al. | Enhanced humidity-sensing response of metal oxide coated carbon nanotube | |
| Sajid et al. | Bio-compatible organic humidity sensor transferred to arbitrary surfaces fabricated using single-cell-thick onion membrane as both the substrate and sensing layer | |
| Park et al. | Wearable humidity sensors based on bar-printed poly (ionic liquid) for real-time humidity monitoring systems | |
| Zhu et al. | All-cellulose-derived humidity sensor prepared via direct laser writing of conductive and moisture-stable electrodes on TEMPO-oxidized cellulose paper | |
| Sun et al. | Design and fabrication of flexible strain sensor based on ZnO-decorated PVDF via atomic layer deposition | |
| KR20200106745A (en) | Pressure Resistive Pressure Sensor with Easy Pressure Distribution Confirmation Structure | |
| KR102242936B1 (en) | Highly-Sensitive Capacitive-Type Pressure Sensor for Detection of Motion Embedded into Automatic Safety Shutdown System of Cutting Process Equipment | |
| Ji et al. | Nanoporous carbon aerogels for laser-printed wearable sensors | |
| Yao et al. | High‐performance flexible humidity sensors for breath detection and non‐touch switches | |
| Zhang et al. | A flexible calligraphy-integrated in situ humidity sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |