KR20130017351A - 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법 - Google Patents

탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130017351A
KR20130017351A KR1020110079731A KR20110079731A KR20130017351A KR 20130017351 A KR20130017351 A KR 20130017351A KR 1020110079731 A KR1020110079731 A KR 1020110079731A KR 20110079731 A KR20110079731 A KR 20110079731A KR 20130017351 A KR20130017351 A KR 20130017351A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon nanotube
solution
catechin
sensor
substrate
Prior art date
Application number
KR1020110079731A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101274758B1 (ko
Inventor
주병권
이양두
라우 춘 파이 빈센트
이경수
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020110079731A priority Critical patent/KR101274758B1/ko
Publication of KR20130017351A publication Critical patent/KR20130017351A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101274758B1 publication Critical patent/KR101274758B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/03—Edible oils or edible fats
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes

Abstract

식용 유지의 상태를 측정하는 탄소나노튜브 센서의 제조 방법 및 이를 위한 탄소나노튜브 용액의 제조 방법이 제공된다. 탄소나노튜브 용액의 제조 방법은, 10 대 1의 질량비로 증류수에 카테킨을 녹여서 카테킨 용액을 생성하는 단계, 10 대 0.5의 질량비로 상기 카테킨 용액에 탄소나노튜브를 녹여서 카테킨-탄소나노튜브 용액을 생성하는 단계, 상기 카테킨-탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 분산하는 단계 및 원심분리기를 이용하여 상기 분산된 카테킨-탄소나노튜브 용액으로부터 탄소나노튜브 번들을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CARBON NANOTUBES SENSOR AND METHOD FOR DETECTING STATE OF EDIBLE OIL USING CARBON NANOTUBES SENSOR}
본 발명은 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 센서의 제작 방법 및 이를 이용한 식용 오일의 상태 측정 방법에 관한 것이다.
식용 유지의 산화는 식품의 품질 저하의 화학적 요인이고, 과산화지질을 발생시켜 세포 손상과 독성을 유발하여 각종 질병의 원인이 된다. 또한, 조리 과정에서 식용 오일을 반복하여 재사용하는 경우, 인체에 해로운 화학 성분이 발생하게 된다. 특히, 유리 라디칼 연쇄 반응(free radical chain reaction)에 의해 알콕실 라디칼(alkoxyl radical), 퍼옥실 라디칼(peroxyl radical), 알킬 라디칼(alkyl radical) 등의 각종 라디칼이 증가하면서 다양한 산화물이 생성된다.
중간 산화 생성물인 하이드로퍼옥사이드(hydroperoxide)는 여러 반응을 거쳐 알데히드(aldehydes), 케톤(ketones), 산(acid) 등의 카보닐 컴파운드(carbonyl compound)를 생성하고, 유리 지방산(free fatty acid)과 중합체(polymer) 등이 형성되어 유지가 변색되거나 나쁜 냄새와 맛을 내며 독성 물질이 발생하여 산패(rancidity)된다.
상기와 같이, 식용 유지를 반복적으로 사용하게 되면 상기의 성분들이 지속적으로 축적되므로, 식용 유지의 품질을 적정하게 관리하기 위해 특정 지점에서 식용 유지를 교환해야 할 필요가 있다.
일반적으로, 식용 유지의 산화도 측정은 점도 및 색도 등의 물리적 방법, 산화 생성물의 양을 직/간접적으로 측정하는 화학적 방법과, 시각 또는 후각 검사를 통해 판별하는 관능적 평가 등이 있다.
화학적 방법으로 식용 유지의 상태를 측정하는 경우, 이를 위한 고가의 장비가 필요하고 분석 시간이 오래 걸리는 등의 단점이 있다. 또한, 물리적 또는 관능적 평가는 현장에서 측정이 가능하다는 장점이 있지만, 정확성이 낮고 사용자가 주관으로 판단하여 식용 유지의 교환 시기를 결정해야 하는 문제점이 있다. 또한, 일부 대형 식용 유지 생산 업체에 사용되고 있는 산화도 측정 장치는 고가의 수입 기기로서, 일반 수요자가 조리 현장에서 사용하기에는 어려운 문제점이 있다.
한편, 한국공개특허 제2006-0108427호에는 "탄소나노튜브 센서 및 이를 이용한 자동차용 엔진 오일교환시기 검출장치 및 검출방법"에 관해 개시되어 있다. 한국공개특허 제2006-0108427호의 발명은 엔진오일의 열화를 감지하여 엔진오일의 교환 시기를 검출하는 기술에 관한 것이다.
한국공개특허 제2006-0108427호, "탄소나노튜브 센서 및 이를 이용한 자동차용 엔진 오일교환시기 검출장치 및 검출방법"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전기 전도도 변화를 센싱하여 식용 유지의 상태를 감지할 수 있는 기능화된 탄소나노튜브 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 식용 유지의 상태 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 탄소나노튜브 용액의 제조 방법은, 10 대 1의 질량비로 증류수에 카테킨을 녹여서 카테킨 용액을 생성하는 단계, 10 대 0.5의 질량비로 상기 카테킨 용액에 탄소나노튜브를 녹여서 카테킨-탄소나노튜브 용액을 생성하는 단계, 상기 카테킨-탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 분산하는 단계 및 원심분리기를 이용하여 상기 분산된 카테킨-탄소나노튜브 용액으로부터 탄소나노튜브 번들을 제거하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 탄소나노튜브 막을 형성하는 단계는, 스프레이 방식으로 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 기판 및 상기 전극의 상부에 도포하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 금속 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 진공 증착 방법을 이용하여 상기 금속 전극을 증착시키는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 금속 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 금속 페이스트를 프린팅하여 상기 금속 전극을 형성하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 식용 유지의 상태를 측정하는 탄소나노튜브 센서의 제조 방법은, 기판에 금속 전극을 형성하는 단계 및 상기 금속 전극의 상부에 탄소나토튜브 용액을 도포하여 탄소나노튜브 막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 탄소나노튜브 용액은, 10 대 1 대 0.5의 질량비로 증류수, 카테킨 및 탄소나노튜브를 혼합하고, 혼합된 탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 분산하고, 원심분리기를 이용하여 분산된 탄소나노튜브 용액으로부터 탄소나노튜브 번들을 제거하여 생성한다.
여기서, 상기 탄소나노튜브 막을 형성하는 단계는, 스프레이 방식으로 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 기판 및 상기 전극의 상부에 도포하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 금속 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 진공 증착 방법을 이용하여 상기 금속 전극을 증착시키는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 금속 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 금속 페이스트를 프린팅하여 상기 금속 전극을 형성하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 기판은 유리 기판, 실리콘 기판 및 알루미나 기판 중 어느 하나일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 천연 물질로 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 식용 유지의 전기 전도도 변화 특성을 이용하여 식용 유지의 산화 상태를 측정할 수 있다.
또한, 고가의 장비 또는 복잡한 화학 분석 방법을 이용하지 않고도 식용 오일의 산화 상태, 특히, 가열 상태의 식용 유지의 상태를 간단히 측정할 수 있는 측정 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 식용 유지 상태 측정 장치의 세부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 용액의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 용액을 이용한 탄소나노튜브 센서의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 용액의 실제 사진이다.
도 7은 종래의 탄소나노튜브 막의 전자 현미경 사진이다.
도 8은 종래의 탄소나노튜브 센서를 이용하여 측정된 식용 유지의 산화 정보에 따른 전기 전도도의 변화를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 막의 전자 현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서를 이용하여 식용 유지의 산화 정도에 따른 전기 전도도 변화를 측정한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서를 이용하여 식용 유지의 상태를 측정한 경우의 상대 저항 변화율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 이용하여 가열 상태에서 식용 유지의 산화 정보에 따른 전기 전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 가열 상태에서 식용 유지의 산화 정보에 따른 전기 전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식용 유지 상태 측정 장치의 세부 구성도이다. 도 1에서, 식용 유지 상태 측정 장치는 탄소나노튜브 센서부(100) 및 전원부(200)를 포함한다. 상기 탄소나노튜브 센서부(100)와 전원부(200)는 케이블(105)로 연결된다.
식용 유지 상태 측정 장치는 전원부(200)를 통해 탄소나노튜브 센서부(100)로 전원을 공급하고, 상기 탄소나노튜브 센서부(100)를 식용 유지(500)에 넣어서 식용 유지(500)의 산화 정도를 측정할 수 있다. 또한, 실험에 이용될 식용 유지(500)를 산화시키기 위한 가열판(300)을 추가로 포함할 수 있다.
탄소나노튜브 센서부(100)는 카테킨(catechins) 성분으로 기능화된 탄소나노튜브를 통해 센싱 동작을 수행하며, 식용 유지의 산화물이 탄소 나노 튜브에 전자 이동에 따라 발생하는 전기 전도도의 변화 정도를 센싱한다. 참고로, 카테킨은 폴라보노이드 그룹에 속하며, 폴리페놀의 일종으로서 녹차의 떫은 맛을 내는 성분이다. 주요한 네가지의 카테킨으로는 에피갈로카테킨갈레이트 (EGCG:epigallocatechingallate), 에피갈로카테킨 (EGC:epigallocatechin), 에피카테킨갈레이트 (ECG:epicatechingallate) 및 에피카테킨 (EC:epicatechin)이 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 네 개의 카테킨 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 녹차 이외에도 홍차, 백차, 우롱차 등을 이용하는 것도 가능하다.
전원부(200)는 탄소나노튜브 센서부(100)로 일정한 전원을 제공한다. 구체적으로, 전원부(200)는 전원 공급부(201) 및 센서 연결부(202)를 포함한다. 전원 공급부(201)는 센서 연결부(202)에 연결된 케이블(105)를 통해 탄소나노튜브 센서부(100)에 일정한 전압을 인가한다. 예를 들어, 본 실시예에서는 1V를 인가하도록 구성될 수 있다. 또한, 전원 공급부(201)는 연결된 탄소나노튜브 센서부(100)에서의 초기 전류가 10μA ~ 10mA 사이가 되도록 일정 전압을 제공할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 탄소나노튜브 센서부(100)의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서부(100)의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 탄소나노튜브 센서부(100)는 기판(101), 전극(102), 탄소나노튜브 막(103) 및 소켓부(104)를 포함한다.
기판(101)은 상부에 전극(102)이 형성되며, 소켓부(104)와 결합된다. 또한, 전극(102)은 기판(101)의 상부에 형성되며, 소켓부(104)를 통해 전원부(200)와 전기적으로 연결된다. 소켓부(104)와 연결되는 기판(101)의 타측에는 탄소나노튜브 막(103)이 형성된다. 소켓부(104)는 상기 기판(101)이 삽입될 수 있도록 소켓이 형성되어 있으며, 결합된 기판(101) 및 전극(102)은 케이블을 통해 전원부(200)에 전기적으로 연결된다. 소켓부(104)를 통해 기판(101)의 탈 부착이 가능하여, 탄소나노튜브 센서부(100)의 교환이 용이하다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서부의 측면이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 상부에 두 개의 전극(102)이 형성되며, 기판(101) 및 두 개의 전극(102)의 상부에 탄소나노튜브 용액을 도포하여 탄소나노튜브 막(103)을 형성한다.
다음으로, 탄소나노튜브 용액의 제조 방법을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 용액의 제조 방법에 대한 흐름도이다. 도 4에서, 탄소나노튜브 용액의 제조 방법은, 우선, 20ml의 증류수에 2mg의 에피갈로카테킨갈레이트(EGCG)를 용해시킨다(S100). 이후, EGCG 용액에 1mg의 탄소나노튜브 분말을 혼합한다(S110). 이후, 혼합된 EGCG-탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 한두시간 정도 분산시킨 후(S120), 분산된 EGCG-탄소나노튜브 용액을 원심분리기를 이용하여 탄소나노튜브 번들을 제거한다(S130). 본 실시예에서는 5000rpm으로 약 15분 정도 원심 분리기를 동작시켰다. 이와 같은 과정을 통해 안정된 EGCG로 기능화된 탄소나노튜브(EGCG-탄소나노튜브) 용액을 제조하였다. 본 실시예에서는 EGCG를 이용하여 기능화된 탄소나노튜브 용액을 제조하였지만, EGCG 대신 EGC, ECG 또는 EC 등의 다른 카테킨을 이용할 수도 있다. 도 6은 상기의 방법으로 제조한 탄소나노튜브 용액의 실제 사진이다.
다음으로, 상기 생성된 기능화된 탄소나노튜브 용액을 이용하여 탄소나노튜브 센서부를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 용액을 이용한 탄소나노튜브 센서의 제조 방법에 관한 흐름도이다.
도 5에서, 탄소나노튜브 센서(100)의 제조 방법은, 우선, 기판(101) 상에 두 개의 금속 전극(102)을 형성한다(S200). 전극(102)은 기판(101) 상에 진공 증착 방법 또는 이에 상응하는 방법을 통해 증착되거나 금속 페이스트를 프린팅 하는 방법으로 형성될 수 있다. 이때, 전극(102)는 금(Au), 백금(Pt) 등일 수 있다. 또한, 상기 기판(101)은 유리 기판, 실리콘 기판 또는 알루미나(Al2O3) 기판 등일 수 있다.
다음으로, 상기 기판(101) 및 형성된 두 개의 금속 전극(102)의 상부에 탄소나노튜브 용액을 도포하여 탄소나노튜브 막(103)을 형성한다(S210). 이때, 기판(101) 및 전극(102)에 탄소나노튜브 막(103)을 생성하는 방법은, 예를 들어, 기판(101)을 핫플레이트 위에 놓고, 스프레이 방식으로 탄소나노튜브 용액을 상기 기판(101) 및 전극(102)에 분사하여 도포한다. 또는, Drop-casting 또는 vacuum filtration 방식으로 탄소나노튜브 막을 생성할 수도 있다. 이 경우, 핫 플레이트의 온도는 100도 내지 180도 정도로 가열시키며, 바람직하게는 140~160도 정도로 가열할 수 있다.
다음으로, 상기의 방법으로 제조된 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 식용 유지의 산화 정도를 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서의 효과를 비교 측정하기 위해, 이하에서 설명하는 바와 같이, 카테킨을 이용하여 기능화된 탄소나노튜브 센서 및 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 동일한 조건에서 사용하여 식용 유지의 산화 정도를 측정하기로 한다.
우선, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 용액을 이용하여 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 제조한다. 여기서, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 용액의 제조는, 1mg의 탄소나노튜브에 20mL의 N-N-demethylformamide(DMF) 용액을 혼합한 후, 2시간 동안 초음파기로 분산시킨다. 이후, 분산된 탄소나노튜브 용액을 500rpm으로 15분 동안 원심 분리기에 돌려서 탄소나노튜브 번들을 제거하여, 안정된 탄소나노튜브 용액을 생성한다. 도 7은 상기의 방법으로 생성된 탄소나노튜브 용액으로 도포된 두 전극 사이의 탄소나노튜브 막의 전자 현미경 사진이다.
이후, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 식용 유지(500)에 담그고, 센서 연결부(202)를 통해 센서부에 1V의 전압을 인가하고, 전극(102) 사이에 흐르는 전류 또는 저항을 측정한다.
저항변화율은 (R-R0)/R0 로 계산한다. 이때, ΔR은 (R-R0)이고, R은 측정 저항값이고, R0는 초기 저항값이다.
식용 유지의 산화는 옥수수유를 약 180도 정도로 가열하고, 시간 변화에 따라 식용 유지를 채취하여 산가(acid value)를 측정한다. 산가를 측정한 식용 유지 샘플은 0.4mg KOH/g, 1.1 mg KOH/g, 2.5mg KOH/g를 사용하였다. 또한, 실험에 사용된 탄소나노튜브 센서는 식용 유지 샘플에 10분간 침지시킨 후에 꺼내서 대기 중에 10분간 노출시킨다. 이후, 노출된 센서 표면의 식용 유지를 일부 제거한 후 다시 식용 유지에 10분간 침지시킨다.
이와 같은 과정을 반복하여 식용 유지의 산도를 측정한 결과는 도 8에 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서의 경우, 초기 저항이 회복되지 않고 산가 변화에 따른 저항 변화율이 감소하며, 시간이 지난 후 센서의 저항 변화율이 증가한다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기능화된 탄소나노튜브 용액을 이용하여 제조된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 상기와 동일한 조건에서 실험을 수행하는 경우를 살펴보기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능화된 탄소나노튜브 용액을 이용하여 두 전극 사이에 도포된 탄소나노튜브 막(103)의 전자 현미경 사진이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능화된 탄소나노튜브 센서를 사용하여 식용 유지의 산화 정도에 따른 전기 저항 변화율을 측정한 그래프이다. 이때, 옥수수유의 샘플은 상기의 실험에서 사용된 옥수수유 샘플과 동일하게 0.4mg KOH/g, 1.1 mg KOH/g, 2.5mg KOH/g를 사용하였다. 또한, 실험에 사용된 탄소나노튜브 센서는 식용 유지 샘플에 10분간 침지시킨 후에 꺼내서 대기 중에 10분간 노출시킨다. 이후, 노출된 센서 표면의 식용 유지를 일부 제거한 후 다시 식용 유지에 10분간 침지시킨다. 이때, 사용되는 식용 유지의 침지는 낮은 산가에서부터 높은 산가 순으로 진행한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 기능화된 탄소나노튜브 센서의 경우, 초기 상태 저항으로 회복되고 있으며, 산가가 증가할수록 저항 변화율이 증가함을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 센서를 식용 유지에 침지시키는 동안의 저항 변화율 값을 측정한 그래프를 도시하고 있다. 특정 시간 지점(1분 경과 후, 5분 경과 후)에서의 저항 변화율의 그래프를 살펴보면, 산가가 증가할수록 저항 변화율이 증가하고, 센서가 식용 유지에 침지되는 시간이 길수록 저항 변화율 값이 증가하는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 카테킨을 이용하여 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용함으로써 식용 유지의 산화 정도를 구별할 수 있고, 센서가 원래의 상태로 회복되는 속도 또한 현저히 빨라지는 효과가 발생된다.
또한, 카테킨을 이용하여 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하는 경우, 상온 상태인 식용 유지 뿐만 아니라 가열 상태인 식용 유지의 산화 상태를 측정하는 것도 가능하다. 이하에서, 수행된 실험 결과를 바탕으로 이를 설명하기로 한다.
도 12는 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 이용하여 가열 상태에서 식용 유지의 산화 정보에 따른 전기 전도도의 변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 가열 상태에서 식용 유지의 산화 정보에 따른 전기 전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12에서, 산화된 식용 유지의 가열 온도는 100oC를 유지하고, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 가열 중인 식용 유지에 침지시킨 후에 저항 변화율을 측정하였다. 이때, 산화된 식용 유지의 산가를 측정하기 위한 식용 유지 샘플은 0.4mg KOH/g, 2.5mg KOH/g를 사용하였다. 도 12에서 알 수 있듯이, 기능화되지 않은 탄소나노튜브 센서를 이용하는 경우, 산가 변화에 따른 저항 변화율이 감소하고, 초기 저항값 보다 높은 값을 보임을 알 수 있다.
반면, 기능화된 탄소나노튜브 센서를 이용하여 상기 실험과 동일한 조건에서 가열 중인 식용 유지에 침지시킨 후에 저항 변화율을 측정한 결과가 도 13에 도시되어 있다. 이 경우, 0.4mg KOH/g 식용 유지는 초기 저항 값보다 증가하였고, 2.5mg KOH/g는 초기 저항 값 보다 감소하였음을 알 수 있다. 또한, 식용 유지가 산화될수록 초기 저항 값보다 감소함을 알 수 있었다.
따라서, 기능화된 탄소나노튜브 센서는 가열 중에도 식용 유지의 산화 정도를 측정할 수 있음을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 식용 유지의 상태를 측정하는 탄소나노튜브 센서의 탄소나노튜브 막을 형성하는 탄소나노튜브 용액의 제조 방법에 있어서,
    10 대 1의 질량비로 증류수에 카테킨을 녹여서 카테킨 용액을 생성하는 단계,
    10 대 0.5의 질량비로 상기 카테킨 용액에 탄소나노튜브를 녹여서 카테킨-탄소나노튜브 용액을 생성하는 단계,
    상기 카테킨-탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 분산하는 단계 및
    원심분리기를 이용하여 상기 분산된 카테킨-탄소나노튜브 용액으로부터 탄소나노튜브 번들을 제거하는 단계
    를 포함하는 탄소나노튜브 용액의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카테킨은, 에피갈로카테킨갈레이트(EGCG), 에피갈로카테킨(EGC), 에피카테킨갈레이트(ECG) 및 에피카테킨(EC) 중 어느 하나인 것인,
    탄소나노튜브 용액의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카테킨은 녹차, 백차, 홍차, 우롱차 중 어느 하나로부터 추출된 것인,
    탄소나노튜브 용액의 제조 방법.
  4. 식용 유지의 상태를 측정하는 탄소나노튜브 센서의 제조 방법에 있어서,
    기판에 금속 전극을 형성하는 단계 및
    상기 금속 전극의 상부에 탄소나토튜브 용액을 도포하여 탄소나노튜브 막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 탄소나노튜브 용액은, 10 대 1 대 0.5의 질량비로 증류수, 카테킨 및 탄소나노튜브를 혼합하고, 혼합된 탄소나노튜브 용액을 초음파기를 이용하여 분산하고, 원심분리기를 이용하여 분산된 탄소나노튜브 용액으로부터 탄소나노튜브 번들을 제거하여 생성하는,
    탄소나노튜브 센서의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 막을 형성하는 단계는,
    스프레이 방식으로 상기 탄소나노튜브 용액을 상기 기판 및 상기 전극의 상부에 도포하는 단계인, 탄소나노튜브 센서의 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 전극을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 진공 증착 방법을 이용하여 상기 금속 전극을 증착시키는 단계인, 탄소나노튜브 센서의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 금속 전극을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 금속 페이스트를 프린팅하여 상기 금속 전극을 형성하는 단계인, 탄소나노튜브 센서의 제조 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, 실리콘 기판 및 알루미나 기판 중 어느 하나인,
    탄소나노튜브 센서의 제조 방법.
KR1020110079731A 2011-08-10 2011-08-10 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법 KR101274758B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110079731A KR101274758B1 (ko) 2011-08-10 2011-08-10 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110079731A KR101274758B1 (ko) 2011-08-10 2011-08-10 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130017351A true KR20130017351A (ko) 2013-02-20
KR101274758B1 KR101274758B1 (ko) 2013-06-17

Family

ID=47896517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110079731A KR101274758B1 (ko) 2011-08-10 2011-08-10 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101274758B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114166908A (zh) * 2021-12-13 2022-03-11 中北大学 茶多酚及其组分分析电化学传感器的制备方法和检测方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100842038B1 (ko) * 2006-11-16 2008-06-30 주식회사 에스앤에스레볼루션 오일의 전산가 측정장치 및 수명산출장치, 이를 이용한오일의 전산가 및 오일센서 측정방법
JP2009161393A (ja) * 2008-01-05 2009-07-23 Kyushu Univ 単層カーボンナノチューブのカイラリティ選択的可溶化方法
JP2009298625A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Sharp Corp カーボンナノチューブ膜製造方法およびカーボンナノチューブ膜
KR101262951B1 (ko) * 2011-05-18 2013-05-09 고려대학교 산학협력단 탄소나노튜브 센서 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 오일의 상태 측정 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114166908A (zh) * 2021-12-13 2022-03-11 中北大学 茶多酚及其组分分析电化学传感器的制备方法和检测方法
CN114166908B (zh) * 2021-12-13 2024-04-02 中北大学 茶多酚及其组分分析电化学传感器的制备方法和检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101274758B1 (ko) 2013-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4832695B2 (ja) 液体中の物質の測定方法および装置
EP2257795B1 (en) Method of electrochemically detecting a capsaicinoid in a sample
JP2003513279A5 (ko)
Zhang et al. High sensitive on-site cadmium sensor based on AuNPs amalgam modified screen-printed carbon electrodes
KR20140034788A (ko) 교정 정보를 포함하는 전자 디바이스 및 이를 이용하는 방법
TW201142284A (en) Measuring method for degree of degradation of lubricating oil, and measuring device therefor, as well as lubricating oil monitoring system in machine and device
CA2612305A1 (en) Detection of phenols
CN105738448A (zh) 一种用于检测微量喹乙醇的分子印迹电化学传感器
Mortari et al. Mesoporous gold electrodes for sensors based on electrochemical double layer capacitance
KARABİBEROĞLU et al. Voltammetric determination of vanillin in commercial food products using overoxidized poly (pyrrole) film-modified glassy carbon electrodes
RU2013107540A (ru) Использование вихревых токов для анализа поликристаллического алмаза
Dutta et al. Enabling long term monitoring of dopamine using dimensionally stable ultrananocrystalline diamond microelectrodes
KR101274758B1 (ko) 탄소나노튜브 센서의 제작 방법 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 유지의 상태 측정 방법
KR102075700B1 (ko) 폴리디아미노벤젠 박막이 도포된 환원된 산화그래핀 센서 및 이를 이용한 아질산염의 전기화학적 검출방법
Vacek et al. Ex situ voltammetry and chronopotentiometry of doxorubicin at a pyrolytic graphite electrode: Redox and catalytic properties and analytical applications
George et al. Surface-engineering of carbon fibre paper electrode through molecular imprinting technique towards electrochemical sensing of food additive in shrimps
CN106645340B (zh) 用石墨烯负载Pt单原子复合材料检测食品中胭脂红的方法
Mukdasai et al. The fabrication of in Situ triton X-100 on multi-walled carbon nanotubes modified gold electrode for sensitive determination of caffeine
KR101262951B1 (ko) 탄소나노튜브 센서 및 탄소나노튜브 센서를 이용한 식용 오일의 상태 측정 장치
Nag et al. Voltammetry application of molecularly imprinted polyacrylamide as vanillin receptor in desserts
Ganash et al. Fabrication of a novel polyaniline/green‐synthesized, silver‐nanoparticle‐modified carbon paste electrode for electrochemical sensing of lead ions
Wang et al. Determination of Sunset yellow in foods based on a facile electrochemical sensor
US11156622B2 (en) Molecularly-imprinted-polymer coated conductive nanoparticles for cotinine detection, and associated devices and methods
Zarei et al. Stripping voltammetric determination of nicardipine using β-cyclodextrin incorporated carbon nanotube-modified glassy carbon electrode
Pioggia et al. Characterization of a carbon nanotube polymer composite sensor for an impedimetric electronic tongue

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160225

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration