KR102251100B1 - 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 - Google Patents
과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102251100B1 KR102251100B1 KR1020190075361A KR20190075361A KR102251100B1 KR 102251100 B1 KR102251100 B1 KR 102251100B1 KR 1020190075361 A KR1020190075361 A KR 1020190075361A KR 20190075361 A KR20190075361 A KR 20190075361A KR 102251100 B1 KR102251100 B1 KR 102251100B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensor
- porphyrin
- hydrogen peroxide
- substrate
- nanofibers
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 105
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 71
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 claims abstract description 70
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 58
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 19
- 229920000729 poly(L-lysine) polymer Polymers 0.000 claims description 18
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 11
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 8
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims description 5
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012901 Milli-Q water Substances 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 125000000339 4-pyridyl group Chemical group N1=C([H])C([H])=C([*])C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 12
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 11
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- -1 and specifically Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 2
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 2
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 2
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecene Chemical compound CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N nmp n-methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O.CN1CCCC1=O VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N pentaporphyrin i Chemical compound N1C(C=C2NC(=CC3=NC(=C4)C=C3)C=C2)=CC=C1C=C1C=CC4=N1 JZRYQZJSTWVBBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 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
- G01N27/414—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
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
- G01N27/127—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
- B01J21/185—Carbon nanotubes
-
- 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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
- G01N27/3278—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction involving nanosized elements, e.g. nanogaps or nanoparticles
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
본 발명은 (1) 기판을 준비하는 단계; (2) 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계; 및 (3) 상기 가스감지부가 형성된 기판 상에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계를 포함함으로써 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기(vapor)를 검출할 수 있는 반도체형 센서를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계를 포함함으로써 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기(vapor)를 검출할 수 있는 센서를 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서에 관한 것이다.
반도체형 센서는 생활환경, 산업안전, 건강, 국방과 테러 등의 다양한 분야에서 유해가스, 폭발성 가스 및 독성가스 등을 감지하기 위한 용도로 많은 관심을 받고 있다. 특히, 국내외에서 빈번히 발생하는 유해 화학물질 유출 사고는 산업현장에서 고감도 및 고선택성을 갖는 소형의 반도체 센서에 대한 필요성을 더욱 강조하고 있다.
상기 반도체형 센서에는 금속산화물 반도체, 고분자 및 탄소나노튜브 등의 다양한 감지물질이 사용될 수 있다. 이들 중 탄소나노튜브 기반의 센서는 저가, 소형화, 단순공정 및 전자회로와의 적합성과 같은 장점을 제공하기 때문에, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 반도체형 센서에 대한 종래의 기술로서, 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제10-2011-0123559호)은 기판, 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극과 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극이 연결되도록 제1 전극과 제2 전극 사이에 탄소나노튜브 분말이 도포되는 가스 감지부를 포함하는 가스센서에 대해 기재하고 있다. 특허문헌 1에 따르면, 검출 가스에 대한 선택성이 향상될 뿐만 아니라, 반응 및 회복 속도가 개선된 탄소나노튜브 센서를 제공할 수 있고, 상기 검출 가스로서 산화성 가스, 환원성 가스 및 휘발성 유기 화합물(VOSc)를 제시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 제시된 반도체형 센서는 과산화수소(H2O2)는 감지하지 못한다는 단점이 있다. 상기 과산화수소(H2O2)는 음식, 식수, 의약품 등 다양한 분야에서 사용되고 있으므로, 이를 효율적으로 모니터링할 수 있는 센서가 필요하다. 또한, 최근 과산화물 기반의 폭발물을 이용한 테러가 유럽 지역에서 발생됨에 따라, 이를 조기에 모니터링하여 테러를 방지할 수 있는 대책으로서, 민감하고 효과적이며 정확한 과산화수소의 검출 센서에 대한 연구가 요구되었다.
이러한 종래의 기술로서, 특허문헌 2(대한민국 등록특허공보 제10-1847507호)는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브와 포르피린(porphyrin)을 포함하는 가스감지부; 및 상기 가스감지부 상에 형성된 전극을 포함하는 과산화수소 검출용 센서 및 그 제조방법에 대해 기재하고 있다. 상기 특허문헌 2는 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브와 포르피린(porphyrin)을 가스감지물질로 포함함으로써 과산화수소 증기에 대한 우수한 감응특성 및 선택성을 갖는 반도체형 센서를 제공할 수 있다고 기재하고 있다.
그러나, 특허문헌 2에 따라 제공되는 센서는 농도가 50ppm 이상인 과산화수소 증기에 대한 검출은 가능하지만, 그 이하의 낮은 농도에서는 과산화수소 증기 검출이 어려운 단점이 있었다.
따라서, 낮은 농도의 과산화수소 증기, 특히 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기까지 감지 가능한 반도체형 센서를 제조하는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계를 포함함으로써 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기(vapor)를 검출할 수 있는 센서를 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서를 제공하는 것을 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시상태는, (1) 기판을 준비하는 단계; (2) 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계; 및 (3) 상기 가스감지부가 형성된 기판 상에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 과산화수소 검출용 센서의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시상태는, 상기 제조방법에 따라 제조된 과산화수소 검출용 센서를 제공한다.
본 발명의 과산화수소 검출용 센서 제조방법에 따르면, 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계를 포함함으로써 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기(vapor)를 검출할 수 있는 센서를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 과산화수소 검출용 센서는 히터없이 상온에서 동작이 가능하므로 소비전력이 최소화되는 효과가 있으며, 소형화가 가능해 휴대용으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 과산화수소 검출용 센서의 제조공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 과산화수소 검출용 센서의 제조공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 포르피린 나노 파이버의 제조공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 실시예에 따라 제조된 TiOTPyP 용액(검은색 선)과 상기 TiOTPyP 용액이 적하된 SDBS 용액(붉은색 선)의 UV-vis 스펙트럼을 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 실시예에 따라 제조된 포르피린 나노 파이버의 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 사진이다.
도 6은 H2O2 용액의 농도(wt%)에 따른 H2O2 증기의 농도(ppm)을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예에 따라 제조된 센서의 특성을 분석하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 실시예에 따라 제조된 센서의 0.1 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예에 따라 제조된 센서의 0.5 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예에 따라 제조된 센서의 1.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예에 따라 제조된 센서의 5.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예에 따라 제조된 센서의 10.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예에 따라 제조된 센서에 0.1 ppm 및 0.2ppm의 H2O2 증기가 적용된 경우, 시간에 따른 저항값을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 14는 실시예에 따라 제조된 센서의 H2O2 증기 농도에 따른 감도(Response)를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 과산화수소 검출용 센서의 제조공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 포르피린 나노 파이버의 제조공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 실시예에 따라 제조된 TiOTPyP 용액(검은색 선)과 상기 TiOTPyP 용액이 적하된 SDBS 용액(붉은색 선)의 UV-vis 스펙트럼을 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 실시예에 따라 제조된 포르피린 나노 파이버의 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 사진이다.
도 6은 H2O2 용액의 농도(wt%)에 따른 H2O2 증기의 농도(ppm)을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예에 따라 제조된 센서의 특성을 분석하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 8은 실시예에 따라 제조된 센서의 0.1 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예에 따라 제조된 센서의 0.5 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예에 따라 제조된 센서의 1.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예에 따라 제조된 센서의 5.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예에 따라 제조된 센서의 10.0 ppm H2O2 증기에 대한 시간에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예에 따라 제조된 센서에 0.1 ppm 및 0.2ppm의 H2O2 증기가 적용된 경우, 시간에 따른 저항값을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 14는 실시예에 따라 제조된 센서의 H2O2 증기 농도에 따른 감도(Response)를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서 상에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서, 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일 실시상태는 (1) 기판을 준비하는 단계; (2) 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계; 및 (3) 상기 가스감지부가 형성된 기판 상에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 과산화수소 검출용 센서의 제조방법을 제공한다.
이하, 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명에 따른 과산화수소 검출용 센서 제조방법의 일 실시상태에 대하여 단계별로 상세하게 설명한다.
(1) 기판 준비단계
상기 기판에 사용되는 재료로서는 Si, GaAs, InP, InGaAs 등의 III-V 화합물 반도체, 유리, 산화막 박막, 유전체 박막, 금속 박막 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기판은 실리콘 기판을 포함할 수 있고, 또는 절연막이 표면에 형성된 실리콘 기판을 포함할 수 있으며, 구체적인 예로 실리콘 산화막(SiO2)이 표면에 형성된 실리콘 기판(SiO2/Si substrate)을 포함할 수 있다.
상기 절연막은 열 산화법, 증착법, 스핀코팅법 등의 방법을 통해 기판 상에 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 열 산화법을 사용할 경우, 열 확산로를 이용하여 1000 ℃ 이상의 온도로 가열하여 열 절연막을 형성시킬 수 있다. 그리고, 증착법을 사용할 경우, PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition) 또는 LPCVD(Low-pressure chemical vapor deposition)를 이용하여 SiO2 박막을 형성시킬 수 있다. 스핀코팅법을 사용할 경우 SOG(Silica-On-Glass)를 이용하여 실리콘 기판 상에 SiO2 박막을 형성할 수 있다. 상기 절연막의 두께는 120 ~ 300 ㎚ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (1) 단계는 (1-1) 상기 기판의 표면을 친수성으로 개질하는 단계; 및 (1-2) 상기 (1-1)단계를 거친 기판 상에 폴리-L-리신(poly-L-lysine, PLL) 용액을 코팅하는 단계;를 포함할 수 있다. 이러한 단계를 거친 이후, 다음 단계인 "(2) 가스감지부를 형성 단계"를 수행할 경우, 기판 상에 가스감지물질인 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버가 균일한 박막을 형성할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (1-1) 단계에서 상기 개질은 UV 오존 처리 또는 산소 플라스마 처리에 의해 수행될 수 있다. 상기 개질에 의해 기판 표면이 친수화될 경우, 젖음성이 향상되어 상기 기판 상에 친수성을 띠는 PLL 용액이 용이하게 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (1-2) 단계에서 상기 PLL 용액의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로 드롭 캐스팅이 사용될 수 있다. 상기 드롭 캐스팅 공정은 기판 위에 PLL 용액을 적하한 후 건조하여 용매를 증발시키는 방법으로서, 상기 용매로서 물이 사용될 수 있다. 구체적으로, 도 1 및 2의 3번째 단계(Drop casting)를 살펴보면, 본 발명의 일 실시상태에 따라 PLL 용액이 기판 상에 적하된 상태의 모식도가 도시되어 있다.
상기 PLL 용액 코팅의 주요한 목적은 가스감지부를 형성하는 탄소나노튜브와 포르피린 나노파이버의 균일한 박막을 기판 상에 형성하는 것이다. 구체적으로, PLL은 활성 아미노기가 풍부하고 세포 부착 및 물에 대한 우수한 용해성을 가지고 있다. 이러한 PLL 용액이 표면에 균일하게 코팅된 기판 상에 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브를 포함하는 가스감지부를 형성할 경우, 상기 PLL의 아미노기와 탄소나노튜브의 카르복실기가 공유결합하여 견고하고 균일한 박막 형태의 가스 감지부를 형성할 수 있다.
(2) 가스감지부를 형성 단계
이 단계는 상기 (1)단계에 따라 준비된 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계이다.
통상, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)는 전류밀도가 구리선의 1000배이고 운반자 이동도(carrier mobility)가 실리콘의 10배로 알려져 있다. 이 때문에 고감도/고속 전자 소자의 재료로 많이 이용되고 있다. 또한, 감지 대상물질과 탄소나노튜브 사이의 상호작용으로 인한 전기전도도의 변화를 이용하여 고감도의 화학/바이오센서가 제작될 수 있다. 탄소나노튜브는 기존 금속산화물 반도체 센서와 달리 상온에서의 동작이 가능할 뿐만 아니라, 나노 크기의 물질이므로 센서의 크기를 크게 줄일 수 있어 휴대용 센서에도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브 및 다중벽 탄소나노튜브로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, single-walled carbon nanotube)를 포함할 수 있다. 상기 단일벽 탄소나노튜브를 감지물질로 사용할 경우, 다중벽 탄소나노튜브보다 감도 및 반응속도 등의 측면에서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브는 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 이러한 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브를 포함하는 가스감지부를 PLL 용액 코팅과정을 거친 기판 상에 형성할 경우, 탄소나노튜브 표면의 카르복실기(-COOH)와 PLL의 활성 아미노기가 공유결합을 형성하여 견고하면서 균일한 박막 형태의 가스감지부를 기판 상에 형성할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 탄소나노튜브와 함께 포르피린 나노 파이버를 감지물질로 사용함으로써, sub-ppm 수준의 과산화수소 증기와의 반응 시에도 감도가 매우 좋은 반도체형 센서를 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 포르피린은 혈색소 헤모글로빈, 엽록소 클로로필 및 그 관련 물질의 모핵이 되는 화합물로, 4개의 피롤(pyrrole) 단위들이 메틴(methine) 기들로 연결되어 있는 거대고리 화합물의 총칭이다. 이러한 포르피린은 SWCN 측벽과의 파이 스태킹 상호작용(ð-stacking interaction)에 적합한 평면 구조를 갖는다. 따라서, 포르피린과 SWCNT는 반데스발스 힘에 의해 강하게 물리적으로 결합되어 안정적인 센서를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 포르피린 나노 파이버는 옥소-[5,10,15,20-테트라(4-피리딜)포르피리네이토]티타늄(IV) (oxo-[5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)porphyrinato]titanium(IV), TiOTPyP)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 TiOTPyP은 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.
화학식 1
상기 TiOTPyP는, 포르핀이 내부의 수소이온 2개를 잃어 2가 음이온이 되고 중심의 빈 공간에 TiO2 +가 결합하여 형성된 메탈로(metallo) 포르피린의 일종이며, 상기 TiO2 +가 축 방향으로 4개의 리간드와 결합하여 안정한 구조를 이루며 존재하게 된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 포르피린 나노 파이버의 제조방법은, (a) 계면활성제 용액을 준비하는 단계; (b) 클로로포름에 포르피린을 용해시켜 포르피린 용액을 제조하는 단계; (c) 교반 중인 상기 계면활성제 용액에 상기 포르피린 용액을 적하하는 단계; (d) 상기 (c) 단계에 따라 얻어진 혼합액으로부터 클로로포름을 증발시키는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계에 따라 클로로포름이 증발된 혼합액을 원심분리하는 단계;를 포함할 수 있다. 이렇게 해서 얻어진 나노 파이버 형태의 포르피린을 감지물질로 사용할 경우, 불규칙적인 형태의 나노종(irregular nanospecies) 또는 짧은 나노로드(short nanorod) 타입의 포르피린을 감지물질로 사용하는 경우에 비하여 현저히 감도가 향상되어 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기를 검출할 수 있는 센서를 제공할 수 있다.
구체적으로, 도 3에는 본 발명의 일 실시상태에 따라 상기 화학식 1로 표시되는 포르피린을 사용하고, 상기 계면활성제로 도데실벤젠설폰산나트륨(Sodium dodecylbenzenesulfonate, SDBS)를 사용하여 포르피린 나노 파이버를 제조하는 공정이 개략적으로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계에 따라 교반 중인 상기 계면활성제 용액(SDBS(1.2 mM) in DI water)에 상기 포르피린 용액(TiOTPyP(0.2 mM) in Chloroform)을 적하할 경우(도 3의 「Injection of TiOTPyP」단계), 불투명한 상태(Opaque state)의 용액이 얻어질 수 있다. 참고로, 도 4에는 TiOTPyP 용액(검은색 선) 및 상기 TiOTPyP 용액이 적하된 SDBS 용액(붉은색 선)의 UV-vis 스펙트럼이 비교 도시되어 있다. 이후, (c) 단계에 따라 얻어진 불투명한 상태의 용액으로부터 클로로포름을 증발시키면 용액이 점차 투명한 상태(Transparent state)로 변화되면서 용액 내에 나노 파이버 형태의 포르피린이 형성될 수 있다. 최종적으로, 상기 투명한 상태의 용액이 원심분리과정을 거치면 포르피린 나노 파이버가 얻어질 수 있다. 이후, 상기 포르피린 나노 파이버에 밀리-큐 워터(Milli-Q Water)를 투입하고 수 차례 원심분리를 반복하는 세정과정이 추가로 진행될 수 있다. 상기한 본 발명의 일 실시상태에 따라 제조된 포르피린 나노 파이버의 SEM 사진이 도 5에 도시되어 있다. 상기 도 5에서 좌측 사진은 우측 사진을 10배 확대한 것이다.
본 발명에 따른 가스감지부를 형성 방법은, 상기 가스감지부를 하나의 층으로 구성하는 제1 방법 또는 두 개의 층으로 구성하는 제2 방법으로부터 선택될 수 있다.
먼저, 도 1을 살펴보면, 상기 제1 방법에 따른 과산화수소 검출용 센서 제조과정이 모식적으로 도시되어 있다. 상기 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (2)단계는 상기 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 기판 상에 탄소나노튜브-포르피린 나노 파이버 박막이 형성될 수 있다. 이 방법에 따르면, 탄소나노튜브와 포르피린 나노 파이버를 혼합한 후 코팅하는 방식으로 박막을 형성하여 과산화수소 센서를 제작하므로, 대량생산에 적합한 공정조건 확립할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액은 탈이온수(deionized water, DI water) 및 밀리-큐 워터(Milli-Q Water)로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 분산매 포함할 수 있다. 그리고, 상기 분산액에 초음파를 조사함으로써 분산액 중에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버가 고르게 분산되도록 할 수 있다. 이때, 상기 분산액 내의 탄소나노튜브의 농도는 0.01 ~ 0.50 ㎎/㎖ 일 수 있고, 포르피린 나노 파이버의 농도는 0.5 ~ 1.5 ㎎/㎖ 일 수 있다. 각각의 농도가 상기 범위에 포함될 경우, 과산화수소 증기에 대한 감응특성 및 선택성이 우수하면서도 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기까지 검출할 수 있고, 또한 경제적인 센서를 제공할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로 스프레이 코팅이 사용될 수 있다. 예컨대, 도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시상태에 따라 상기 분산액의 코팅에 스프레이 코팅 방식이 사용된 제조공정의 모식도가 도시되어 있다.
그 다음으로, 도 2를 살펴보면, 상기 제2 방법에 따른 과산화수소 검출용 센서 제조과정이 모식적으로 도시되어 있다. 상기 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (2)단계는 (2-1) 상기 기판 상에 상기 탄소나노튜브를 흡착시켜 제1 감지층을 형성하는 단계; 및 (2-2) 상기 제1 감지층 상에 포르피린 나노 파이버를 코팅하여 제2 감지층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (2-1) 단계에서 상기 탄소나노튜브의 흡착은 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액에 기판을 침지한 후 빼내는 딥핑(dipping) 방법 및 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액을 기판 상에 분사시키는 스프레이(spray) 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행될 수 있다. 이 중 스프레이 방법이 사용될 경우, 탄소나노튜브의 더욱 균일한 분산이 가능하고, 대량생산에 적합한 공정을 제공할 수 있다. 이러한 스프레이 공정은 산소와 탄소나노튜브의 산화반응을 방지하기 위해 아르곤(Ar) 분위기 하에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액은 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 오르토-디클로로벤젠(ortho-dichlorobenzene), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidinone), 헥사메틸포스포아마이드(hexamethylphosphoramide), 모로클로로벤젠(monochlorobenzene), N,N-디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 디클로로에탄(dichloroethane), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 에탄올, 클로로포름 및 톨루엔으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 분산매를 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액에 초음파를 조사함으로써 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 할 수 있다. 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액에서 탄소나노튜브의 농도는 0.01 ~ 0.50 ㎎/㎖ 일 수 있다. 탄소나노튜브의 농도가 상기 범위에 포함될 경우, 감응특성 및 선택성이 우수하면서도 경제적인 센서를 제공할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (2-2) 단계에서 상기 포르피린 나노 파이버는 수분산액 상태로 상기 제1감지층 상에 코팅될 수 있다. 이때, 상기 제2 감지층은 5 ~ 100 nm 두께의 박막형태로 상기 제1 감지층 상에 형성될 수 있다. 상기 수분산액에서 포르피린 나노 파이버의 농도는 0.02 ~ 0.1 ㎎/㎖일 수 있다. 상기 포르피린 나노 파이버의 농도가 상기 범위에 포함될 경우 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기에 대한 검출 효과가 우수하면서도 경제적인 센서를 제공할 수 있어 바람직하다. 그리고, 상기 포르피린 나노 파이버의 수분산액은 탈이온수(deionized water, DI water) 및 밀리-큐 워터(Milli-Q Water)로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 분산매 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (2-2) 단계에서 상기 포르피린 나노 파이버의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행될 수 있고, 구체적으로 드롭 캐스팅이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 가스감지부의 형성방법으로서는 상기 제1 방법 및 제2 방법이 모두 바람직하게 사용될 수 있으나, 상기 제1 방법의 경우 제조방법이 더욱 간단하여 경제적일 수 있다.
(3) 전극 형성 단계
이 단계는 상기 (2) 단계에 따라 상기 가스감지부가 형성된 기판 상에 전극을 형성하는 단계이다. 이때, 상기 전극은 소스 전극 및 드레인 전극일 수 있다. 상기 전극의 재질로서는 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 및 백금(Pt) 중 적어도 어느 하나의 금속이 사용될 수 있다.
상기 전극은 통상의 포토리소그래피 공정 혹은 쉐도우 마스크(shadow mask)를 이용한 공정에 따라 형성될 수 있다. 포토리소그래피 공정을 사용할 경우, 상기 (1) 및 (2) 단계를 거친 기판 상에 포토레지스트를 형성한 후 노광(exposure) 공정을 진행하여 소스 전극 및 드레인 전극이 형성될 영역을 노출시키는 과정을 거친 다음, 열 증착기(thermal evaporator), 전자빔 증착기(e-beam evaporator), 스퍼터(sputter) 등 통상적인 금속 및 금속산화물 증착장비를 이용하여 전극을 증착한 후, 포토레지스트 스트립퍼로 포토레지스트를 제거하여 금속 및 금속산화물의 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 쉐도우 마스크(Shadow mask)를 이용할 경우, 상기 (1) 및 (2) 단계를 거친 기판 상에 쉐도우 마스크(shadow mask)를 접촉시킨 후 상기에서 언급된 전극 증착공정을 통하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시상태는, 상기한 제조방법에 따라 제조된 과산화수소 검출용 센서를 제공한다. 구체적으로, 상기 과산화수소 검출용 센서는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 탄소나노튜브와 포르피린(porphyrin) 나노 파이버를 포함하는 가스감지부; 및 상기 가스감지부 상에 형성된 전극을 포함할 수 있다. 상기 기판, 가스감지부 및 전극에 포함되는 각 구성요소들의 특징은 전술한 바와 같다.
상기와 같이 가스감지부에 탄소나노튜브와 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스센서는 sub-ppm 수준의 과산화수소 증기와의 반응 시에도 감도가 매우 좋은 반도체형 센서를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 과산화수소 검출용 센서는 생화학, 식품화학, 광화학, 약학, 생물의학, 건강 및 테러방지 등 다양한 분야에 적용 가능하다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 포르피린 나노 파이버 제조(도 3 참조)
먼저, 탈이온수(DI water)에 도데실벤젠설폰산나트륨(SDBS, 제조사: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd (TCI), 제품명: Dodecene-1 LAS, 순도: >98.0%, CAS No: 25155-30-0)을 용해시켜 1.2 mM 농도의 SDBS 용액을 준비하였다.
이어서, 포르피린 (oxo-[5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)porphyrinato]titanium(IV), TiOTPyP) (Tokyo Chemical Industry Co., LTD., CAS No. 105250-49-5)을 용매인 클로로포름(Sigma-Aldrich, Anhydrous, >99%)에 용해시켜 0.2mM 농도의 TiOTPyP 용액을 준비하였다.
이어서, 20 mL 유리병(glass vial)에 상기 SDBS 용액 10 mL를 적하하면서 교반하였다. 상기 SDBS 용액의 적하가 완료된 후, 교반 중인 상기 SDBS 용액 10 mL에 상기 TiOTPyP 용액 800 μL를 적하하였다. 이때, TiOTPyP 용액의 적하에 의해 용기 내에 불투명한 용액이 얻어진다.
이어서, 상기 포르피린 용액의 적하가 완료된 불투명한 용액을 30분 동안 교반하여 불투명한 용액 내의 클로로포름을 증발시켰다. 이때, 상기 클로로포름의 증발에 따라 불투명한 용액이 투명한 용액으로 변화된다.
이어서, 상기 투명한 용액을 10,000 rpm의 속도로 15분간 원심분리하여 포르피린 나노 파이버를 얻었다. 이렇게 해서 얻어진 포르피린 나노 파이버의 SEM 사진이 도 5에 도시되어 있다.
2. 과산화수소 검출용 센서 제조(도 1 참조)
실리콘 기판 상에 실리콘 산화물 절연막(SiO2)이 형성된 SiO2/Si 기판을 준비하였다. 이때, 상기 절연막의 두께는 300 nm이다.
이어서, 상기 기판을 20분간 UV 오존 처리하여 상기 기판의 표면을 친수성으로 개질한 다음, 상기 기판의 표면에 폴리-L-리신(poly-L-lysine, PLL) 용액(Sigma Aldrich, 0.1%(w/v) in H2O)을 드롭 캐스팅 방식으로 20분간 처리하고, 20분 후에 질소 건으로 불어 건조하였다.
이어서, 상기 「1. 포르피린 나노 파이버 제조」과정에 따라 제조된 포르피린 나노 파이버 5mg을 0.01 mg/ml 농도의 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube, SWCNT) 용액(Nano Integris, IsoNanotubes-S 95%) 5ml에 투입한 후, 실온에서 4시간동안 초음파 처리하여 포르피린 나노 파이버 및 SWCNT가 균일하게 분산된 분산액을 준비하였다. 이때, 상기 SWCNT 용액에는 탈이온수(DI water)가 용매로 사용되고, 상기 SWCNT는 카르복실기로 표면개질된 단일벽 탄소나노튜브이다.
이어서, 상기 PLL 용액 처리된 기판 표면에 상기 분산액 4 ml를 0.18 mm 노즐이 장착된 에어-브러시-스프레이-건(제조사: Mr. hobby, 모델명: PS-770)을 이용하여 분사시켜 기판 상에 포르피린 나노 파이버 및 SWCNT를 흡착시켰다. 이때, 분산액의 분사는 아르곤(Ar) 분위기 하에서 진행되었다. 이후, 상기 기판 상에 흡착되지 않은 포르피린 나노 파이버 및 SWCNT을 포함하는 분산액을 제거하기 위하여 증류수로 세정하고, 질소가스를 이용하여 건조시켰다.
이후, 통상의 포토리소그래피 공정에 따라 상기 건조과정이 완료된 기판 상에 소스 전극과 드레인 전극을 형성하여 과산화수소 검출용 센서를 제작하였다. 이때, 소스전극 및 드레인 전극으로는 Au(200 nm)을 사용하였다.
평가예 : 센서의 특성분석
H2O2의 수용액의 경우 상온·상압 하에서(25 ℃, 1 atm) 액체 및 증기 상태가 공존한다. 이에, 먼저 H2O2의 수용액의 농도(wt%)에 따른 H2O2 증기의 농도(ppm)을 알아보기 위하여, 0.05 wt%, 0.21 wt%, 0.5 wt%, 1.7 wt%, 및 3.4 wt%농도의 H2O2 수용액을 제조하였다. 이후, 상온·상압(25 ℃, 1 atm) 하에서 500 ml 플라스크 용기에 상기 농도별 H2O2 수용액 144 ml를 담고, 상기 각각의 플라스크에 기상(vapor phase)으로 존재하는 H2O2 증기의 농도를 기체 농도 분석기(ANALYTICAL TECHNOLOGY, PORTASENS Ⅱ)를 이용하여 분석하였다. 그리고, H2O2 수용액 농도에 따른 H2O2 증기의 농도 분석결과를 하기의 표 1 및 도 6에 나타내었다.
| H2O2 수용액의 농도 (wt%) | H2O2 증기의 농도(ppm) |
| 0.05 | 0.1 |
| 0.21 | 0.5 |
| 0.5 | 1.0 |
| 1.7 | 5.0 |
| 3.4 | 10.0 |
이후, 도 7에 도시된 장치를 이용하여 상기 실시예에 따라 제조된 센서의 특성을 분석하였다. 구체적으로, 상기 센서를 직류전원공급기(keithley 2400)에 연결한 다음, 과산화수소(H2O2) 증기(vapor)를 유량조절기(mass flow controller; MFC)를 이용하여 흘려주고 일정한 직류전원의 인가와 동시에 감지체에 흐르는 저항변화를 측정하였고, 그 측정결과를 도 8 내지 13에 나타내었다. 이때, 측정조건은 하기와 같다.
- 총 유량(Total flow): 300 sccm
- 바이어스전압(Bias voltage): 1.0 V
- 밸런스 가스(Balance gas): H2O vapor in Air
- 가스주입시간: 1분
- 리커버리시간: 1분
상기 도 8 내지 12에는 각각 0.1 ppm, 0.5 ppm, 1.0 ppm, 5.0 ppm 및 10.0 ppm 농도의 H2O2 증기를 센서에 공급하면서 저항변화를 측정한 그래프가 도시되어 있다. 도 13에는 0.1 ppm 및 0.2 ppm 농도의 H2O2 증기가 적용된 경우, 시간에 따른 저항값을 비교하여 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 상기 도 8 내지 13을 살펴보면, 본 발명에 따라 제조된 센서는 10.0 ppm 이하의 H2O2 증기를 검출할 수 있고, 더욱이 sub-ppm 수준의 낮은 농도에서도 H2O2 증기를 검출할 있는 고감도 센서임을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 실시예에 따라 제조된 센서의 감도(gas response)를 하기 식 (1)에 따라 계산하고, 그 결과를 하기의 표 2 및 도 14에 나타내었다.
감도(%) = (ΔR / R0 ) × 100 … (1)
상기 식 (1)에서, 상기 R0는 반응가스가 없는 경우 초기의 저항값, ΔR는 반응가스가 있는 경우의 저항값에서 상기 R0을 뺀 값을 나타낸다.
| H2O2 증기의 농도(ppm) | 감도(%) |
| 0.1 | 14.65 |
| 0.2 | 16.5 |
상기 표 2를 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 센서는 0.1 ppm 및 0.2 ppm과 같은 sub-ppm 수준의 H2O2 증기도 검출 가능함을 확인할 수 있다. 또한, H2O2 증기 농도에 따른 감도 변화 그래프를 나타내는 도 14을 살펴보면, 농도가 증가할 수록 센서의 반응성이 증가하는 경향이 나타남을 알 수 있고, 반복 측정시 각 농도에 대해 오차 범위가 매우 작게 나타나고 있음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (19)
- (1) 기판을 준비하는 단계;
(2) 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 가스감지부를 형성하는 단계; 및
(3) 상기 가스감지부가 형성된 기판 상에 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 포르피린 나노 파이버는 옥소-[5,10,15,20-테트라(4-피리딜)포르피리네이토]티타늄(IV) (oxo-[5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)porphyrinato]titanium(IV))을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 산화막이 표면에 형성된 실리콘 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (1) 단계는,
(1-1) 상기 기판의 표면을 친수성으로 개질하는 단계; 및
(1-2) 상기 (1-1)단계를 거친 기판 상에 폴리-L-리신(poly-L-lysine, PLL) 용액을 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 (1-1) 단계에서 상기 개질은 UV 오존 처리 또는 산소 플라스마 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 (1-2) 단계에서 상기 폴리-L-리신 용액의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT, single-walled carbon nanotube)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는 카르복실기로 표면 개질된 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 포르피린 나노 파이버의 제조방법은,
(a) 계면활성제 용액을 준비하는 단계;
(b) 클로로포름에 포르피린을 용해시켜 포르피린 용액을 제조하는 단계;
(c) 교반 중인 상기 계면활성제 용액에 상기 포르피린 용액을 적하하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에 따라 얻어진 혼합액으로부터 클로로포름을 증발시키는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계에 따라 클로로포름이 증발된 혼합액을 원심분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (2)단계는, 상기 기판 상에 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액은 탈이온수(deionized water, DI water) 및 밀리-큐 워터(Milli-Q Water)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 분산매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 및 포르피린 나노 파이버를 포함하는 분산액의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 (2)단계는,
(2-1) 상기 기판 상에 상기 탄소나노튜브를 흡착시켜 제1 감지층을 형성하는 단계; 및
(2-2) 상기 제1 감지층 상에 포르피린 나노 파이버를 코팅하여 제2 감지층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제14항에 있어서,
상기 (2-1) 단계에서 상기 탄소나노튜브의 흡착은 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액에 기판을 침지한 후 빼내는 딥핑(dipping) 방법 및 상기 탄소나노튜브가 분산된 용액을 기판 상에 분사시키는 스프레이 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 탄소나노튜브가 분산된 용액은 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 오르토-디클로로벤젠(ortho-dichlorobenzene), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidinone), 헥사메틸포스포아마이드(hexamethylphosphoramide), 모노클로로벤젠(monochlorobenzene), N,N-디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide), 디클로로에탄(dichloroethane), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 에탄올, 클로로포름 및 톨루엔으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 분산매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제14항에 있어서,
상기 (2-2) 단계에서 상기 포르피린 나노 파이버는 수분산액 상태로 상기 제1 감지층 상에 코팅되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제14항에 있어서,
상기 (2-2) 단계에서 상기 포르피린 나노 파이버의 코팅은 드롭 캐스팅, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서의 제조방법. - 제1항 내지 제8항 및 제10항 내지 제18항 중 선택된 어느 한 항에 따라 제조된 과산화수소 검출용 센서로서,
기판;
상기 기판 상에 형성되며, 탄소나노튜브와 포르피린(porphyrin) 나노 파이버를 포함하는 가스감지부; 및
상기 가스감지부 상에 형성된 전극을 포함하고,
상기 포르피린 나노 파이버는 옥소-[5,10,15,20-테트라(4-피리딜)포르피리네이토]티타늄(IV) (oxo-[5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)porphyrinato]titanium(IV))을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과산화수소 검출용 센서.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190075361A KR102251100B1 (ko) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 |
| US16/703,379 US20200408711A1 (en) | 2019-06-25 | 2019-12-04 | Method of manufacturing sensor for detecting hydrogen peroxide and sensor for detecting hydrogen peroxide manufactured by the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190075361A KR102251100B1 (ko) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210000380A KR20210000380A (ko) | 2021-01-05 |
| KR102251100B1 true KR102251100B1 (ko) | 2021-05-13 |
Family
ID=74043583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190075361A KR102251100B1 (ko) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200408711A1 (ko) |
| KR (1) | KR102251100B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101847507B1 (ko) * | 2016-11-08 | 2018-04-10 | 한국과학기술연구원 | 과산화수소 검출용 센서 및 그 제조방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101041462B1 (ko) * | 2009-04-08 | 2011-06-16 | 전남대학교산학협력단 | 코발트포르피린 나노와이어, 상기 나노와이어의 제조방법 및 상기 나노와이어를 포함하는 과산화수소 측정센서 |
| KR20110123559A (ko) | 2010-05-07 | 2011-11-15 | (주)와이즈산전 | 탄소 나노튜브 가스 센서 |
| AT512675B1 (de) * | 2012-03-30 | 2015-12-15 | Joanneum Res Forschungsgmbh | Opto-chemischer Sensor |
| KR102023111B1 (ko) * | 2017-08-17 | 2019-11-25 | 광운대학교 산학협력단 | 용액 공정 처리된 탄소/불소중합체 전계 효과 트랜지스터와 그 전하 전이 개선 방법 |
-
2019
- 2019-06-25 KR KR1020190075361A patent/KR102251100B1/ko active IP Right Grant
- 2019-12-04 US US16/703,379 patent/US20200408711A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101847507B1 (ko) * | 2016-11-08 | 2018-04-10 | 한국과학기술연구원 | 과산화수소 검출용 센서 및 그 제조방법 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Peipei Guo, et al. Langmuir 2012, 28, 15482-15490.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200408711A1 (en) | 2020-12-31 |
| KR20210000380A (ko) | 2021-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101847507B1 (ko) | 과산화수소 검출용 센서 및 그 제조방법 | |
| Zilberman et al. | Nanoarray of polycyclic aromatic hydrocarbons and carbon nanotubes for accurate and predictive detection in real-world environmental humidity | |
| Wang et al. | Single-walled carbon nanotube/cobalt phthalocyanine derivative hybrid material: preparation, characterization and its gas sensing properties | |
| Liu et al. | Single-walled carbon nanotube–metalloporphyrin chemiresistive gas sensor arrays for volatile organic compounds | |
| Liang et al. | Enhanced NH3-sensing behavior of 2, 9, 16, 23-tetrakis (2, 2, 3, 3-tetrafluoropropoxy) metal (II) phthalocyanine/multi-walled carbon nanotube hybrids: An investigation of the effects of central metals | |
| Wang et al. | Lead phthalocyanine modified carbon nanotubes with enhanced NH3 sensing performance | |
| Wu et al. | Phthalocyanine-mediated non-covalent coupling of carbon nanotubes with polyaniline for ultrafast NH 3 gas sensors | |
| Kaya et al. | Effect of pyrene substitution on the formation and sensor properties of phthalocyanine-single walled carbon nanotube hybrids | |
| KR101701917B1 (ko) | 가스센서의 제조방법 | |
| Sharma et al. | Reversible and fast responding ppb level Cl2 sensor based on noncovalent modified carbon nanotubes with Hexadecafluorinated copper phthalocyanine | |
| US11221309B2 (en) | Microchip electrochemical cell assembly | |
| Wu et al. | Stably dispersed carbon nanotubes covalently bonded to phthalocyanine cobalt (II) for ppb-level H 2 S sensing at room temperature | |
| Ali et al. | Nanoporous naphthalene diimide surface enhances humidity and ammonia sensing at room temperature | |
| KR101490023B1 (ko) | 팔라듐-그래핀 나노복합체 기반 수소 센서 및 그의 제조방법 | |
| Sharma et al. | Tailoring of the chlorine sensing properties of substituted metal phthalocyanines non-covalently anchored on single-walled carbon nanotubes | |
| Dang et al. | Determination of norfloxacin using a tetraoxocalix [2] arene [2]-triazine covalently functionalized multi-walled carbon nanotubes modified electrode | |
| Sadhanala et al. | Understanding the ammonia sensing behavior of filter coffee powder derived N-doped carbon nanoparticles using the Freundlich-like isotherm | |
| KR101709626B1 (ko) | 일산화질소를 선택적으로 감지하는 가스센서 및 그 제조방법 | |
| KR102251100B1 (ko) | 과산화수소 검출용 센서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 과산화수소 검출용 센서 | |
| Donato et al. | Novel carbon nanotubes-based hybrid composites for sensing applications | |
| Casanova-Cháfer et al. | Hydrophilicity and carbon chain length effects on the gas sensing properties of chemoresistive, self-assembled monolayer carbon nanotube sensors | |
| Vedala et al. | Effect of PVA functionalization on hydrophilicity of Y-junction single wall carbon nanotubes | |
| US20230060532A1 (en) | Metal-organic framework coated organic field effect transistor based no2 sensor and method | |
| KR101922187B1 (ko) | 가스센서용 감지물질 및 그 제조방법, 그리고 상기 감지물질을 포함하는 가스센서 및 그 제조방법 | |
| WO2021095440A1 (ja) | アルケン検知ガスセンサ、及び、それを用いたシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |