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[IT뉴스]200°C 극한 환경서 가스 감지하는 고분자 소재

온카뱅크관리자

2024-11-07 12:00:12

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">한국과학기술연구원·예일대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="2jMAzUNf1F">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="VWrYJRyjHt" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 극한 환경에서 안정적으로 가스를 감지하는 소재를 개발했다. KIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107120018764opac.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="K2LmVKwMZ0" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107120018764opac.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 극한 환경에서 안정적으로 가스를 감지하는 소재를 개발했다. KIST 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="f1ltNo5r11" dmcf-ptype="general">고온다습한 환경에서도 활용할 수 있는 내구성 좋은 고분자 나노소재가 개발됐다. 극한 환경에서 쓸 수 있는 다양한 전자 장치로의 응용이 기대된다. </p>
          <p dmcf-pid="4tSFjg1m15" dmcf-ptype="general"> 한국과학기술연구원(KIST)은 장지수 전자재료연구센터 선임연구원이 밍지앙 종 미국 예일대 교수 연구팀과 함께 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 7일 밝혔다. </p>
          <p dmcf-pid="8Fv3AatstZ" dmcf-ptype="general"> 고분자는 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기 소재로 주목받고 있다. 하지만 전기적 전도성이 낮다는 문제가 있다. 전도성을 향상시키기 위해 다양한 연구가 진행 중이지만 유해한 용매를 사용해야 한다. 극한 환경에서 성능이 저하되는 기술적 한계도 존재한다. </p>
          <p dmcf-pid="6CjhP4IiHX" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하기 위해 이온성 작용기그룹을 고분자 구조에 도입했다. 이온성 작용기그룹은 고분자의 주요 골격에서 측사슬 형태로 분기된 형태로 음이온성이나 양이온성 성질을 가진다. </p>
          <p dmcf-pid="PhAlQ8CnGH" dmcf-ptype="general"> 연구팀이 합성한 이온화 기반 공액 고분자는 독성 용매가 아닌 친환경 용매(2-메틸아니솔)에서도 쉽게 용해될 수 있다. 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시켜 전도성과 안정성을 극대화했다.</p>
          <p dmcf-pid="QlcSx6hLHG" dmcf-ptype="general"> 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물 감지에 대한 민감도는 189%로, 매우 낮은 농도인 2ppb(10억분율 단위)에서도 높은 검출 능력을 보였다. 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이다. </p>
          <p dmcf-pid="xDiw9BEQXY" dmcf-ptype="general"> 80%의 높은 습도와 200°C의 고온 환경에서는 뛰어난 내구성을 보였다. 고온다습한 극한 환경에서 안정적으로 가스를 감지할 수 있어 웨어러블 기기나 휴대용 전자기기, 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있다. </p>
          <p dmcf-pid="yqZBswzTYW" dmcf-ptype="general"> 장 선임연구원은 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 말했다. 화재 현장에서 유해 가스를 감지하거나 전시 상황에서 화학 무기를 분별하는 등 소방관, 군인 등의 생명을 지키는 소재로 쓰일 수 있다는 설명이다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈’에 게재됐다. </p>
          <p dmcf-pid="WB5bOrqyGy" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> doi.org/10.1002/adfm.202408146</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="YWrYJRyj1T" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="(왼쪽부터) 장지수 KIST 전자재료연구센터 선임연구원, 제1저자인 신준철 연세대 연구교수와 이준우 아주대학교 교수. KIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107120020179zsad.png" data-org-width="680" dmcf-mid="9oU8Tlf553" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107120020179zsad.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            (왼쪽부터) 장지수 KIST 전자재료연구센터 선임연구원, 제1저자인 신준철 연세대 연구교수와 이준우 아주대학교 교수. KIST 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="GYmGieWAXv" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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