KR101090430B1 - 탄소나노구조체 층을 포함하는 광섬유, 광섬유 화학 센서, 및 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법 - Google Patents

탄소나노구조체 층을 포함하는 광섬유, 광섬유 화학 센서, 및 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는 광섬유, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서, 및 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 탄소나노구조체 층 표면의 굴절률이 가스 및 입자 등의 흡착에 대하여 민감하게 반응하는 것을 이용함으로써 상기 광섬유의 일부 코어 영역에 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유를 기체, 액체, 및 입자 등에 대한 센서에 응용할 수 있다.
광섬유, 탄소나노구조체, 그래핀, 센서

Description

탄소나노구조체 층을 포함하는 광섬유, 광섬유 화학 센서, 및 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법{Optical Fiber Containing Carbon Nanostructure Layer, Optical Fiber Chemical Sensor and Method of Forming Carbon Nanostructure Layer on Optical Fiber Core}
본원은 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는, 광섬유, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서, 및 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 표면의 굴절률이 가스 및 입자 등의 흡착에 대하여 민감하게 반응하는 탄소나노구조체 층이 광섬유의 코어 상에 형성되어 있는 광섬유, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서, 및 상기 광섬유를 제조하기 위한 방법으로서 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거하고 노출된 광섬유 코어 영역에 탄소나노구조체 층을 형성하는 것을 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법에 관한 것이다.
광섬유는 외부환경에 의한 간섭이 적고 정보 손실률이 낮은 장점으로 인하여, 일반 통신망과 유선방송, 각종 자동기기의 정보전송용, 또는 검출용 등으로 다양한 분야에 광범위하게 이용되고 있으며, 최근에는 특히 광섬유 센서의 활용분야 가 더욱 다양해지고 있다. 광섬유를 이용한 센서는 온도나 압력에 의한 신축성, 빛의 위상차, 또는 도플러 효과 등을 이용하여 검지 기능을 나타내는데, 구체적으로는 온도, 압력센서, 자이로스코프, 속도계, 풍향계, 가스누출 센서 등 다양한 목적으로 사용되고 있다. 그 중 가스, 화합물, 바이오 분자 등의 검출에 사용되는 센서는 오래 전부터 많은 관심을 받아 왔고 많은 연구 결과들이 발표가 되고 있는 분야이다. 상기 가스센서는 화학, 제약, 환경, 의료 등 광범위한 분야에서 사용되어왔고 미래에는 더욱 많은 연구가 될 것으로 예측되고 있다. 또한 환경보전 및 안전관리 등의 사회적 요청이 증가함으로써 가스센서에 요구되는 성능 및 사양도 고도화되고 있다.
이와 같이 보다 감도가 우수하며 성능이 뛰어난 가스센서에 대한 요구로 인하여 새로운 가스센서 재료에 대한 연구는 많은 곳에서 활발하게 이루어지고 있으며 감도가 우수한 새로운 물질들을 센서에 도입하기 위해 노력 중이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 표면의 굴절률이 가스 및 입자 등의 흡착에 대하여 민감하게 반응하는 탄소나노구조체 층을 광섬유의 코어 상에 형성한 광섬유, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서, 및 상기 광섬유를 제조하기 위한 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는, 광섬유를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서로서, 상기 광섬유 화학센서에 있어서 감지부(sensing part)는 상기 광섬유의 소정 영역의 코어에 형성된 탄소나노구조체 층을 포함하는 광섬유 화학 센서를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법으로서, 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 노출된 광섬유 코어 영역에 탄소나노구조체 층을 형성하는 것을 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법을 제공한다.
상기 본 발명에 따르면, 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유를 제조할 수 있으며, 상기 광섬유를 사용하여 감도가 탁월하게 향상된 광섬유 센서를 제조할 수 있다.
상기 광섬유 센서의 탄소나노구조체 층은 그 표면의 굴절률이 가스 및 입자 등의 흡착에 따라 민감하게 반응하기 때문에 반도체 및 환경 기술 분야 등의 다양한 분야에서 가스 및 파티클 (에어로졸, 나노입자 등) 제어 센서, 환경 오염에 대한 모니터링, 화학적 성분 분석, 또는 NOx 모니터링 등의 용도로서 폭넓게 응용을 할 수 있다.
또한, 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법을 통하여 상기 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상에 접합 내지 코팅시킴으로써 상기 탄소나노구조체 층을 포함하는 상기 광섬유 화학 센서를 효과적으로 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는, 광섬유를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노구조체 층은 그래핀(graphene), 산화 흑연(graphite oxide), 탄소나노튜브(CNT) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유의 코어는 유리, 플라스틱 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유가 멀티모드(multimode) 광섬유를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 탄소나노구조체 층 상에 보호막을 추가 포함할 수 있다. 이러한 보호막은 상기 탄소나노구조체 층 표면을 오염 등으로부터 보호하면서 동시에 상기 탄소나노구조체 층 표면에서의 신호 센싱을 방해하지 않고 굴절률 예측을 곤란하게 하지 않는 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 이러한 보호막의 비제한적 예로서 다공성 나노홀을 포함하는 폴리머를 포함하는 보호막을 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유의 소정 영역의 코어는 평면 또는 곡면 형태로 되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서로서, 상기 광섬유 화학센서에 있어서 감지부(sensing part)는 상기 광섬유의 소정 영역의 코어에 형성된 탄소나노구조체 층을 포함하는 광섬유 화학 센서를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 화학 센서는 광원; 광검출기; 상기 광원 및 상기 광검출기 사이에 위치하는 상기 광섬유를 포함할 수 있으며, 상기 광원은 UV, VIS, 또는, IR 전 영역의 광원을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 화학 센서는 상기 감지부에 포함되는 상기 탄소나노구조체 층의 두께 변화에 따른 광굴절률 변화를 이용하여 감지 대상 물질을 검출하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 화학 센서의 감지부의 탄소나노구조체 층은 그 표면의 굴절률이 가스 및 입자 등의 흡착에 따라 민감하게 반응하기 때문에 반도체 및 환경 기술 분야 등의 다양한 분야에서 가스 및 파티클 (에어로졸, 나노입자 등) 제어 센서, 환경 오염에 대한 모니터링, 화학적 성분 분석, 또는 NOx 모니터링 등의 용도로서 폭넓게 응용을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 광섬유 화학 센서는 기체, 액체, 또는 입자 상태의 다양한 화학 성분의 감지 대상 물질을 검출할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 광섬유 화학 센서는, 예 를 들어, H2, CO, CO2, O2, NOx, CO2, DMMP, CH4, NH3 , CH3OH, LPG, H2S, 벤젠, CH3SH, 톨루엔, VOC 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물 가스 또는 액체를 감지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서의 제조 방법으로서, 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거하여 광섬유의 코어를 노출하고; 상기 노출된 소정 영역 광섬유의 코어에 탄소나노구조체 층을 포함하는 감지부를 형성하고; 상기 감지부가 형성된 광섬유를 광원 및 광검출기 사이에 위치시키는 것을 포함하는, 광섬유 화학 센서의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 노출된 광섬유 코어 영역을 UV 또는 플라즈마로 표면 처리하는 것을 추가 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 감지부는, 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코어를 노출시키고; 증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고; 상기 부유된 탄소나노구조체 층에 상기 광섬유의 노출된 코어 영역을 접촉시켜 상기 탄소나노구조체 층을 상기 코어 영역 상에 전사하는 것을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 감지부는, 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코어를 노출시키고; 증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고; 상기 탄소나노구조체 층을 탄성 고분자 물 질을 포함하는 스탬퍼(stamper) 상에 전사시키고; 상기 스탬퍼 상에 전사된 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상에 가압하여 상기 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상에 전사하는 것을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 이러한 방법에 의하여 광섬유의 코어 영역이 평면이 아닌 경우에도 상기 탄소나노구조체 층을 상기 코어 영역 상에 용이하게 전사할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법으로서, 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 노출된 광섬유 코어 영역에 탄소나노구조체 층을 형성하는 것을 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법은 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코어를 노출시키고; 증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고; 상기 부유된 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역을 접촉시켜 상기 탄소나노구조체 층을 상기 코어 영역 상에 전사하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법은 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코어를 노출시키고; 증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고; 상기 탄소나노구조체 층을 탄성 고분자 물질을 포함하는 스탬퍼(stamper) 상에 전사시키고; 상기 스탬퍼 상에 전사된 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코 어 영역 상에 가압하여 상기 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상에 전사하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법은 상기 스탬퍼를 상기 노출된 코어 영역의 원주 방향으로 가압하여 상기 코어 영역 상에 코팅하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법은 상기 탄소나노구조체 층으로서 화학증기증착법에 의하여 면적 및 두께가 제어되어 형성된 그래핀 층을 사용하는 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는 광섬유, 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서, 및 상기 광섬유를 제조하기 위한 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법에 대한 구현예 및 실시예에 대하여 도면을 이용하여 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 광섬유 센서에 대한 원리를 보여 주는 도면이다. 본 발명의 탄소나노구조체 층이 코팅된 광섬유 센서는 상기 탄소나노구조체 층 상에 오염 입자 또는 가스상 입자 등이 부착되면 빛의 굴절률 변화를 일으키고 이를 광검출기에서 측정함으로써 센서로 작용할 수 있다. 도 1b 및 도 1c는 코어(N0), 클래드(n1) 및 탄소 나노구조체 층(n2)의 굴절률에 따른 빛의 경로를 나타낸 것이다. 도 1b는 낮은 N0, 및 n2>n1 인 경우, 빛이 상기 탄소나노구조체 층 외부로 유출되는 것을 나타내며, 도 1c는 높은 N0, 및 n2<n1 인 경우, 빛이 상기 광섬유 코어 내부로 굴절되는 것을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다양한 구현예에 따라 제조되는 광섬유 센서를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 광섬유의 코어(11)의 소정 영역은 다양한 형태로 노출될 수 있으며, 상기 영역 상에 탄소나노구조체 층을 형성하여 광센서 감지부로서 응용할 수 있다. 여기서, 일 구현예에서 나타나는 금속층(15)은 광원이 정반사되어 다시 광센서의 감지부(14)에서 굴절될 수 있게 하는 거울 역할을 할 수 있다 (신호의 감도를 높일 수 있는 기능을 수행한다).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는 광섬유 및 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서의 제조 공정을 보여 주는 도면이다. 먼저, 추가적으로 광섬유 화학 센서를 제조하기 위해서는 광원(미도시) 및 광검출기(미도시)를 준비할 수 있다. 상기 광원은 UV, VIS, IR 등 전 영역의 광원을 이용할 수 있다. 이후, 광섬유를 준비할 수 있는데(도 3a 참조), 일반적인 광섬유는 코어(11) 직경은 980 마이크로미터이고 상기 코어(11)를 감싸는 클래드(12)의 직경은 20 마이크로미터이며 상기 클래드(12)를 감싸는 자켓(미도시)의 직경은 2.2 밀리미터이다. 여기서, 상기 광섬유의 코어는 유리, 플라스틱 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고 상기 광섬유가 멀티모드(multimode) 광섬유를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 이후 탄소나노구조체 층이 형성될 광섬유의 소정 영역의 코어는 평면 또는 곡면 형태로 되어 있는 것일 수 있다.
일반적인 플라스틱 광섬유(plastic optical fiber, POF)는 레진 재질의 코어(11) 및 형광 폴리머 재질의 클래드(12)로 구성되어 있다. 상기 플라스틱 광섬유는 예리한 칼로 원하는 길이로 재단하여 사용할 수 있다.
도 3b는 탐지부의 길이로 재단된 플라스틱 광섬유의 단면도를 나타낸다. 상기 탐지부는 상기 자켓(미도시)의 피복을 벗기는 장비를 이용하여 준비될 수 있다. 상기 자켓(미도시)을 벗기면 클래드(12) 및 코어(11)만 남게 된다. 이후 플라스틱 광섬유의 양 끝은 고운 사포 등을 이용하며 평탄화시킬 수 있다. 여기서, 평탄화 공정은 광신호 검출기와의 연결을 위해서 매우 중요하다. 상기 평탄화 공정은 일반적으로 원하는 평탄화율을 얻을 때까지 사포 상에 광섬유를 회전시켜 진행한다. 다음으로 상기 클래드(12)를 제거할 수 있다. 상기 광섬유의 클래드(12)는 용제, 예를 들어, N,N-디메틸 포름아미드를 이용하여 화학 처리된 후 깨끗한 천을 상기 용제에 담궈 상기 광섬유의 클래드(12)를 문질러서 제거될 수 있다. 상기 클래드(12)는 상기 화학용제 때문에 약해져 있어 깨끗한 천 사이에 상기 광섬유를 끼운 후 잡아당기면 상기 클래드(12)만이 제거되고 코어(11)가 드러날 수 있다. 여기서, 상기 자켓(미도시) 및 상기 클래드(12)를 제거하는 경우에는 상기 코어(11)에 손상을 입히지 않도록 주의해야 한다. 노출된 코어(11) 영역은 광센서의 감지 부(14)로 작용하며 이를 2차 증류수 및 질소 가스로 깨끗이 세정할 수 있다. 최종적으로 탄소나노구조체 층을 형성할 광섬유를 진공 챔버에 보관함으로써 반응 부분의 추가적인 오염을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 탄소나노구조체 층을 광섬유 센서 감지부(14)로 코팅 내지 접합하기 위해서는 상기 감지부(14) 표면에 전처리 공정으로서 UV/오존 처리(또는 플라즈마 표면처리)를 수행할 수 있다(도 3c).
이후, 광섬유 센서의 감지부(14)에 코팅할 탄소나노구조체 층(21)을 준비할 수 있다. 상기 탄소나노구조체 층(21)은 그래핀, 산화 흑연, 탄소나노튜브(CNT) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 탄소나노구조체 층(21), 예를 들어, 그래핀 층은 하기의 공정을 통하여 다양한 두께로 형성할 수 있다. 예를 들어, 그래핀 층의 경우, 양질의 그래핀 합성 조건을 도출하고, 다양한 두께층을 갖는 그래핀 층을 제작하여 플라스틱 광섬유 센서 프로브에 활용할 수 있다. 예를 들어, 열증발장치(thermal evaporator), 전자빔증발장치(e-beam evaporator), 스퍼터(sputter), 또는, 전기도금(electro-plating) 방법 등을 이용하여, 그래핀 형성 촉매로서 작용하는 Ni, Cu, Al, Fe, Co, W, Ge, 및 이들 금속의 조합을 포함하는 합금 재료로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 박막 형태로 기판 상에 증착하여 금속촉매층을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 기판은 SiO2/Si 뿐 아니라 금속 호일(foil) 형태인 Ni, 스테인레스 스틸, Cu 등 다양한 호일/시트(foil/sheet)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판 및 금속 촉매층은 패턴 형태로 되어 있을 수 있다. 이후 열화학기상 증착 챔버에 준비된 기판을 삽입하고 아르곤 분위기에서 1000℃까지 가열하여 기판을 가열시켜 준다. 상기 증착된 금속촉매층을 반응기에 넣고 가열하면서 수소 가스를 흘려주어 상기 금속촉매층의 산화층 및 불순물을 제거하는 처리를 할 수 있고 수소 가스를 이용하여 촉매층을 환원시켜 줌으로써 넓은 그래인이 형성될 수 있도록 최적 촉매층 조건을 확보한다. 이어서, 상기 처리된 금속촉매층을 고온으로 가열하면서 Ar 혹은 He 가스와 함께 탄소를 포함하는 가스(CH4, C2H2, C2H4, CO, C2H5OH 등)를 반응기 안에 주입할 수 있다. 진공도를 증가시킨 후에 전기장을 가하여 플라즈마를 형성하는 플라즈마 화학기상증착 [Plasma-Enhanced (PE) CVD] 방법을 이용할 경우 성장 온도를 낮출 수 있다. 충분한 양의 탄소가 상기 금속 박막 층에 흡수된 후 급속히 냉각을 하면 탄소가 Ni층 등의 상기 금속촉매층으로부터 분리되어 표면으로 나오면서 결정화하며 그 양에 따라 다양한 층 수의 그래핀 필름을 형성할 수 있다. 마지막으로 아르곤을 이용하여 냉각 온도를 최적화시켜 결함이 적고 비정질 카본을 최소화시킬 수 있는 냉각 조건을 확보하여 그래핀 필름을 완성할 수 있다(도 3d).
상기한 바와 같이 형성되는 그래핀 필름 패턴의 두께는 반응 시간, 촉매 금속 박막의 두께, 냉각속도를 바꾸면서 조절할 수 있으며, 반응 시간이 짧을수록, 금속 박막 두께가 얇을수록 상기 그래핀 필름을 얇게 형성할 수 있다. 또는 형성된 그래핀 필름은 상온/상압에서 수십 W 정도 세기를 갖는 UV를 쪼여줌으로써 그 두께를 다시 조절할 수 있다.
형성된 그래핀 필름 패턴을 다양한 산이나 HF, BOE, FeCl3, Fe(NO3)3 등을 이용해 상기 금속 촉매 박막으로부터 분리하여 다양한 기판으로 옮기는 것이 가능하다.
보다 상세하게는, 상기와 같이 제조된 그래핀 필름, 더 나아가 탄소나노구조체 층(21)을 산화 식각 용액으로 작용하는 다양한 산 용액(22)이나 HF, BOE, Fe(NO3)3, 또는, 염화 철(Iron(III) Chloride, FeCl3) 용액이 담겨 있는 용기(24) 내에 넣어 상기 금속촉매층을 제거할 수 있다(도 3e). 산화환원 과정은 점진적으로 중성 pH 영역에서 상기 금속촉매층을 식각하며 가스상 물질을 발생시키지 않으므로 가스를 제거하는 집진기가 필요하지 않다. 수분 경과 후 상기 탄소나노구조체 층(21)은 도면 3f에서 보다시피 산 용액 위에 떠오르게 되며 본 상태는 광섬유 센서의 감지부(14)에 옮겨지기 위한 준비가 된 상태이다. 이후, 상기 탄소나노구조체 층(21)을 증류수(23)로 4 회 이상 충분히 세척할 수 있으며, 상기 증류수(DIW, 23) 내에 담지시킬 수 있다.
이후, 상기 광섬유의 노출된 코어 영역을 포함하는 감지부(14)와 상기 용기 내의 탄소나노구조체 층(21)을 정렬시켜 상기 감지부(14)를 용기 내에 주입하고 딥 코팅 방법을 통하여 상기 탄소나노구조체 층(21)의 감지부(14)에 상기 탄소나노구조체 층(21)을 코팅 내지 접합시킬 수 있다(도 3g). 이후, 후처리 공정으로서 상기 탄소나노구조체 층이 코팅 내지 접합된 감지부(14) 표면에 UV/오존 처리(또는 플라즈마 표면처리)를 수행할 수 있다(도 3h).
상기 탄소나노구조체 층(21)을 광센서 감지부(14)에 형성하는 다른 구현예에 있어서, 스탬퍼(미도시)를 사용하여 상기 탄소나노구조체 층(21)을 광센서 감지부(14)에 접합할 수 있다. 먼저, PDMS와 같은 탄성 폴리머 ((Elastomer) 물질로 이루어진 스탬퍼(미도시) 상으로 상기 도 3f에서 얻어진 상기 탄소나노구조체 층(21)을 전사하고 상기 탄소나노구조체 층(21) 상에 포토리소그래피 공정을 통해 휨과 늘림이 자유로우며 다공성 나노홀을 포함하는 폴리머(Elastomer)를 포함하는 보호막을 형성할 수 있다. 이후, 상기 스탬퍼(미도시)를 사용하여 상기 스탬퍼(미도시) 및 상기 스탬퍼(미도시)가 접착될 감지부(14)를 정렬시킨 후, 상기 스탬퍼(미도시)를 도 2a와 같은 감지부(14) 상에 가압하거나 도 2b와 같은 감지부(14) 상에 원주 방향으로 가압하고 상기 스탬퍼(미도시) 및 상기 탄소나노구조체 층(21)을 분리시킴으로써 상기 탄소나노구조체 층(21)을 상기 감지부(14) 상에 코팅 또는 접합하여 전사할 수 있다. 이후, 상기 감지부에 코팅된 탄소나노구조체 층(21)을 증류수에 세척한 후, 건조시킬 수 있다. 상기 건조 과정은 예를 들어 70℃에서 30 분 이상 수행함으로써 상기 탄소나노구조체 층(21)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이로써, 상기 탄소나노구조체 층(21)이 소정의 코어 영역 상에 형성된 광섬유를 제조할 수 있으며, 더 나아가 상기 방법을 통하여 상기 탄소나노구조체 층(21)이 코팅된 광섬유를 포함하는 감지부(14)를 제조하고, 이를 전술한 상기 광원 및 광검출기 사이에 위치시킴으로써 광섬유 화학 센서를 완성할 수 있다.
먼저, 추가적으로 광섬유 화학 센서를 제조하기 위해서는 광원 및 광검출기를 준비하고, 이후 플라스틱 광섬유는 장비를 이용하여 자켓의 피복을 제거하였다. 여기서, 상기 플라스틱 광섬유는 MITSUBISHI RAYON 사에서 제조된 것을 사용하였는데, 상기 플라스틱 광섬유의 코어는 PMMA로 이루어졌으며, 상기 코어 직경은 980/1000 μm, 최대 작동 온도(Max. operating temp.)는 85℃, 대역폭(Bandwidth)은 50Mhz. 100m, 만곡 반경(Bend radius)은 25mm, 최소 감쇠(Min Attenuation)는 650 nm Min이었고, 광섬유 커넥터(Fiber connector)는 FC/APC 커넥터를 이용하였다.
상기 플라스틱 광섬유의 자켓을 벗긴 후 클래드 및 코어만을 남겼다. 이후 상기 플라스틱 광섬유의 양 끝을 고운 사포 등을 이용하며 평탄화시켰다. 다음으로, 감지부로 사용될 소정 영역에 있어서 상기 광섬유의 클래드를 N,N-디메틸 포름아미드를 포함한 용제에 담근 후 깨끗한 천을 사용하여 광섬유의 클래드를 문질러서 제거함으로써 상기 감지부에 해당하는 코어 영역을 노출시켰다. 다음으로, 노출된 코어를 2차 증류수 및 질소 가스로 깨끗이 세정하였다. 최종적으로 그래핀 층이 형성될 준비된 광섬유를 진공챔버에 보관하여 감지부의 추가적인 오염을 방지하였다. 이후, 전처리로서 UV/오존 에칭 공정을 상기 감지부에 대하여 수행하였다. 이후, 미리 제조된 금속촉매층을 포함하는 그래핀 층을 염화철 용액에 넣어 에칭 공정을 수행하여 그래핀 층을 분리하여 용액 표면에 부유시켰다. 상기 그래핀 필름이 부유되면 증류수가 담긴 용기에 상기 그래핀 필름을 옮기고 4 회 이상 상기 증류수를 사용하여 상기 그래핀 필름을 세척하였다. 이후, 부유된 그래핀 층 을 포함하는 용기 내에 상기 그래핀 층 및 상기 광섬유의 감지부를 정렬하여 상기 광섬유를 주입하고, 딥 코팅 방법에 의하여 상기 그래핀 층을 상기 광섬유의 감지부 상에 전사하였다. 이후, 후처리로서 UV/오존 에칭 공정(70℃, 3 분)을 상기 감지부에 대하여 수행하였고, 추가적으로 상기 광섬유를 준비된 상기 광원 및 상기 광검출기 사이에 위치시킴으로써 광섬유 센서를 완성하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서를 포함하는 실험 장치에 대한 개략도 및 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정에 의하여 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유를 보여 주는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 에어로졸 입자 탐지를 위한 실험 장치를 보여 주는 개략도 및 그에 의한 사진이고, 도 7은 종래의 광섬유 센서 및 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서에 있어서 각각의 오염 물질에 대한 감도를 보여 주는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 센서가 종래의 광섬유 센서에 비해 감도가 탁월하게 향상된 것을 확인할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서에 있어서 레드 광원 및 블루 광원을 각각 사용하는 경우 검댕에 대한 감도를 보여 주는 그래프이다.
이상, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.
도 1은 광섬유 센서에 대한 원리를 보여 주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 다양한 구현예에 따라 제조되는 광섬유 센서를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노구조체 층 코팅된 광섬유 및 광섬유 센서의 제조 공정을 보여 주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서를 포함하는 실험 장치에 대한 개략도 및 사진이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 공정에 의하여 탄소나노구조체 층 코팅된 광섬유를 보여 주는 사진이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 에어로졸 탐지를 위한 실험 장치를 보여 주는 개략도 및 그에 의한 사진이고,
도 7은 종래의 광섬유 센서 및 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서에 대한 감도를 보여 주는 그래프이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 센서에 있어서 레드 광원 및 블루 광원을 각각 사용하는 경우 검댕에 대한 감도를 보여 주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 광섬유
11 : 코어
12 : 클래드
14 : 감지부
15 : 금속층
20 : 센서 챔버
21 : 탄소나노구조체 층
22 : 산 용액
23 : DI 워터 또는 증류수
24 : 용기
31 : 광원
32 : 광검출기

Claims (23)

  1. 광섬유의 소정 영역의 코어에 탄소나노구조체 층이 형성되어 있는 광섬유로서, 상기 소정 영역의 코어는 상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 형성된 것인, 광섬유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층은 그래핀(graphene), 산화 흑연(graphite oxide), 탄소나노튜브(CNT) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 광섬유.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 코어는 유리, 플라스틱 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 광섬유.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유가 멀티모드(multimode) 광섬유를 포함하는 것인, 광섬유.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층 상에 형성된 보호막을 추가 포함하는, 광섬유.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유의 소정 영역의 코어는 평면 또는 곡면 형태로 되어 있는 것인, 광섬유.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서로서,
    상기 광섬유 화학센서에 있어서 감지부(sensing part)는 상기 광섬유의 소정 영역의 코어에 형성된 탄소나노구조체 층을 포함하는 것인, 광섬유 화학 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    광원;
    광검출기;
    상기 광원 및 상기 광검출기 사이에 위치하는 상기 광섬유를 포함하는, 광섬유 화학 센서.
  9. 제 7 항에 있어서,
    기체, 액체 또는 입자 상태의 감지 대상 물질을 검출할 수 있는, 광섬유 화학 센서.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 감지부에 포함되는 상기 탄소나노구조체 층 표면의 굴절률이 기체, 액체, 또는 입자의 흡착에 의하여 변화하는 것을 이용하여 감지 대상 물질을 검출하는 것인, 광섬유 화학 센서.
  11. 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법으로서,
    상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 노출된 광섬유 코어 영역에 탄소나노구조체 층을 형성하는 것을 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코 어를 노출시키고;
    증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고;
    상기 부유된 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역을 접촉시켜 상기 탄소나노구조체 층을 상기 코어 영역 상에 전사하는 것을 포함하는,
    광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 노출된 광섬유 코어 영역을 UV 또는 플라즈마로 표면 처리하는 것을 추가 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거함으로써 소정 영역의 코어를 노출시키고;
    증류수 표면에 탄소나노구조체 층을 부유시키고;
    상기 탄소나노구조체 층을 탄성 고분자 물질을 포함하는 스탬퍼(stamper) 상에 전사시키고;
    상기 스탬퍼 상에 전사된 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상에 가압하여 상기 탄소나노구조체 층을 상기 광섬유의 노출된 코어 영역 상 에 전사하는 것을 포함하는,
    광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 노출된 광섬유 코어 영역을 UV 또는 플라즈마로 표면 처리하는 것을 추가 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 스탬퍼를 상기 노출된 코어 영역의 원주 방향으로 가압하여 상기 코어 영역 상에 코팅하는 것을 포함하는, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층은 그래핀(graphene), 산화 흑연(graphite oxide), 탄소나노튜브(CNT) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 광섬유의 코어는 유리, 플라스틱 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 광섬유가 멀티모드(multimode) 광섬유를 포함하는 것인, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층으로서 화학증기증착법에 의하여 면적 및 두께가 제어되어 형성된 그래핀 층을 사용하는 것인, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층 상에 보호막을 형성하는 것을 추가 포함하는, 광섬 유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄소나노구조체 층이 형성된 광섬유의 소정 영역의 코어는 평면 또는 곡면 형태로 되어 있는 것인, 광섬유 코어에 탄소나노구조체 층을 형성하는 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 광섬유를 포함하는 광섬유 화학 센서의 제조 방법으로서,
    광섬유의 소정 영역 상의 피복 및 자켓을 제거하여 광섬유의 코어를 노출하고;
    상기 노출된 소정 영역 광섬유의 코어에 탄소나노구조체 층을 포함하는 감지부를 형성하고;
    상기 감지부가 형성된 광섬유를 광원 및 광검출기 사이에 위치시키는 것을 포함하는,
    광섬유 화학 센서의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102454223B1 (ko) * 2021-12-01 2022-10-14 대한민국 온실가스 농도 측정을 위한 광센서용 탄소계 소자

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101334439B1 (ko) * 2011-07-08 2013-11-29 경희대학교 산학협력단 그라핀층을 갖는 표면 플라즈몬 공명 센서칩 및 이를 갖는 바이오센서
KR101327501B1 (ko) * 2013-01-22 2013-11-08 성균관대학교산학협력단 그래핀 산화물 및 환원된 그래핀 산화물을 포함하는 광섬유, 및 이를 포함하는 가스 센서의 제조 방법
US20150125122A1 (en) * 2013-11-03 2015-05-07 Tyson York Winarski Graphene coated fiber optics
WO2015108531A1 (en) 2014-01-17 2015-07-23 Empire Technology Development Llc Aligning guide using pressure-sensitive index change elastomer
WO2015163896A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Empire Technology Development Llc Rewritable photorefractive polymer layer for optical fiber coupling
KR101710698B1 (ko) * 2015-02-09 2017-02-27 이화여자대학교 산학협력단 표면 플라즈몬 공명 센서 및 이의 제조 방법
JP6334447B2 (ja) * 2015-03-24 2018-05-30 日本電信電話株式会社 光センサプローブ
US10246795B2 (en) * 2015-09-22 2019-04-02 Kuk-II Graphene Co., Ltd. Transfer-free method for forming graphene layer
US10793964B2 (en) 2016-05-04 2020-10-06 Uchicago Argonne, Llc Pre-treated functionalized multi-walled carbon nanotube based methane sensor
GB2565488A (en) * 2016-09-30 2019-02-13 Halliburton Energy Services Inc Laser induced graphene coated optical fibers
CN106770028B (zh) * 2016-11-14 2019-07-23 武汉理工大学 用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器及其制作方法
KR102019206B1 (ko) * 2017-07-20 2019-11-04 한국과학기술연구원 도파관의 길이 방향을 따라 직접 그래핀을 합성하는 방법, 그 방법을 이용하여 형성된 그래핀을 포함하는 광학 소자
JP7117869B2 (ja) * 2018-03-22 2022-08-15 株式会社日立製作所 分析装置
AU2019222813A1 (en) 2019-05-01 2020-11-19 National Research Council Of Canada Boron nitride nanotube coated optical waveguide and uses thereof
KR102357181B1 (ko) * 2019-11-11 2022-01-28 (주) 레보메드 플라즈마 광을 방출하는 광섬유의 제조방법
WO2022164845A1 (en) * 2021-01-26 2022-08-04 Worcester Polytechnic Institute Optical fiber sensors
CN114814985A (zh) * 2022-05-06 2022-07-29 大陆汽车研发（重庆）有限公司 基于车辆的天气数据检测方法、装置和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005089211A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチモード光ファイバの製造方法及びマルチモード光ファイバ
JP3816889B2 (ja) 2002-05-15 2006-08-30 独立行政法人産業技術総合研究所 光伝送媒体
JP2008112163A (ja) 2006-10-27 2008-05-15 Furukawa Electric North America Inc 光ファイバ上におけるカーボン・ナノチューブの選択的堆積

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5359681A (en) * 1993-01-11 1994-10-25 University Of Washington Fiber optic sensor and methods and apparatus relating thereto
US5327225A (en) * 1993-01-28 1994-07-05 The Center For Innovative Technology Surface plasmon resonance sensor
US5991048A (en) * 1995-10-25 1999-11-23 University Of Washington Surface plasmon resonance light pipe sensor
US6457350B1 (en) * 2000-09-08 2002-10-01 Fei Company Carbon nanotube probe tip grown on a small probe
JP3823784B2 (ja) * 2001-09-06 2006-09-20 富士ゼロックス株式会社 ナノワイヤーおよびその製造方法、並びにそれを用いたナノネットワーク、ナノネットワークの製造方法、炭素構造体、電子デバイス
JP4483152B2 (ja) * 2001-11-27 2010-06-16 富士ゼロックス株式会社 中空グラフェンシート構造体及び電極構造体とそれら製造方法並びにデバイス
WO2009129194A2 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 Massachusetts Institute Of Technology Large-area single- and few-layer graphene on arbitrary substrates
CN102439802B (zh) * 2009-04-13 2014-02-26 新加坡国立大学 基于石墨烯的可饱和吸收体器件和方法
US8753468B2 (en) * 2009-08-27 2014-06-17 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Method for the reduction of graphene film thickness and the removal and transfer of epitaxial graphene films from SiC substrates
KR101028803B1 (ko) * 2009-12-30 2011-04-12 한국과학기술연구원 그래핀을 포함하는 모드 로커 및 이를 포함하는 레이저 펄스 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3816889B2 (ja) 2002-05-15 2006-08-30 独立行政法人産業技術総合研究所 光伝送媒体
JP2005089211A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチモード光ファイバの製造方法及びマルチモード光ファイバ
JP2008112163A (ja) 2006-10-27 2008-05-15 Furukawa Electric North America Inc 光ファイバ上におけるカーボン・ナノチューブの選択的堆積

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102454223B1 (ko) * 2021-12-01 2022-10-14 대한민국 온실가스 농도 측정을 위한 광센서용 탄소계 소자

Also Published As

Publication number Publication date
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