[출연연유망기술]고민감도 컴팩트 그래핀 화학 센서

원자력연이 개발한 그래핀 가스 센서

한국원자력연구원(원장 박원석)이 개발한 '고민감도 컴팩트 그래핀 화학 센서'는 그래핀을 이용, 구성이 간단한 소형 산소·가스 감지센서를 제작하는 기술이다.

그래핀은 나노 구조로 이뤄져 있다. 가스나 산소를 포집하는 센서에서 높은 성능을 발휘한다. 내부 탄소원자가 다른 기체 원자와 결합할 수 있다. 이를 '본드'라고 지칭하는데, 연구팀은 이런 본드를 더욱 늘려 센서 민감도를 더욱 높였다.

그래핀에 이온빔을 쪼이는 방법으로 그래핀 원자구조를 파괴, 더 많은 본드를 확보했다. 이 덕분에 새로운 센서는 보통 그래핀을 쓸 때보다 이론적으로 민감도가 20배 가까이 높은 것으로 나타났다. 일산화탄소 감지의 경우 기존보다 6배 민감하다. 이산화질소 감지는 20배 정도 민감하다.

기술준비수준(TRL)은 4단계 정도다. 추가 실험을 몇가지 진행하면, 본격적인 상용화에 나설 기반을 갖추게 된다. 관련 특허로는 1개를 등록하고, 1개를 출원한 상태다.

여순목 박사는 “이 기술은 고민감도를 요구하는 다양한 센싱 분야에 활용 가능하다”며 “나노스케일을 가진 그래핀 특성상 휴대용 기기 활동 등 소형화에도 유리하고, 감지 가능 물질도 얼마든지 늘릴 수 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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