화이버 가스 센서 제작 및 NOx 가스 검출 특성 분석 (Fabrication of Fiber Gas Sensor and Analysis of NOx Gas Detection Characteristics)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 32권 / 5호 / 432 ~ 436페이지
· 저자명 : 손주형, 김현수, 윤영기, 장경욱

초록

최근 사물인터넷의 시장이 급격하게 증가하면서 실시간으로 주변 환경을 감지 할 수 있는 웨어러블 장치들이 개발되고 있으며, 많은 연구들이 진행 중에 있다. 이에 센서는 가볍고 유연하며 휴대할 수 있으며 상온에서 동작하는 장치들이 요구되고 있다. 본 연구는 웨어러블 가스센서 제작을 위해 화학적, 기계적, 전기적 특성이 우수한 탄소나노튜브와 나일론 실을 사용하여 웨어러블 가스센서를 제작하였고, 제작된 가스센서를 이용하여 질소산화물 가스를 검출하고 특성을 분석하였다. Thermal Chemical Vapor Deposition (TCVD)를 통해 제작된 MWCNT (Multi-waled carbon Nanotube)를 활용하여 간단한 제작 공정을 통해 가스센서를 제작 하였다. NOx 가스 검출은 20℃, 40℃, 60℃ 각각의 온도별로 50ppm, 100ppm, 200ppm 농도에서 실험을 진행 하였다. 제작된 가스센서는 SEM (Scanning Electron Microscopy), Raman Spectrum을 이용하여 구조적 특성을 분석하였고, 컴퓨터를 활용하여 가스센서의 저항 특성의 변화를 확인하였으며, 실험결과를 통해 센서의 Sensitivity, 분자의 흡착에너지를 분석하였다.

영어초록

In this study, we produced a light, flexible, wearable gas sensor by depositing MWCNTs (Multi-walled Carbon Nanotubes) into nylon. MWCNTs are widely used as a gas sensor material due to their excellent mechanical, electrical and physical characteristics. We produced a gas sensor to detect NOx gases by depositing nylon yarn in a MWCNT solution. The MWCNT solution was made by mixing 3 mg MWCNT in 5 ml of ethanol. Nylon yarn was placed in the manufactured solution and ultrasonic waves were applied using an ultrasonicator for 3 h, resulting in MCWNT deposition. The MWCNT-deposited nylon yarn was dried at room temperature for 24 h. The MWCNT-thin-film-coated nylon yarn was masked 1 mm apart, and gold was then deposited on the masked nylon yarn to create the gas sensor. The sensor then was installed in a chamber with a controlled atmospheric environment and exposed to NOx gas. The changing signal from the sensor was amplified to analyze its gas detection characteristics.

참고자료

· 없음