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극한환경에서도 감지할 수 있는 그래핀 기반 센서

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2020-10-05 00:00:00.000
내용 <p>기존 기술 적용이 불가능한 극한환경을 이제는 그래핀 기반 센서를 이용해 모니터링할 수 있게 되었다. 흥미로운 형태의 탄소 그래핀은 탄소원자의 육각 고리가 서로 연결된 층으로 구성되어 있는데 이것은 많은 분야에 응용이 가능한 독특한 전자적, 물리적 특성을 갖고 있다.</p><p>새로운 센서를 개발한 사우디아라비아 KAUST(King Abdullah University of Science and Technology)의 Sohail Shaikh는 그래핀은 수년 동안 기적의 물질로 여겨져 왔지만 극한환경 조건에서의 적용은 아직까지 이뤄진 바 없었다면서 기존의 센서기술은 매우 제한된 범위의 환경 조건에서만 작동하며 편차가 크면 측정이 불가능하거나 신뢰성이 떨어진다고 밝혔다.</p><p>새로운 센서는 pH로 측정되는 용액의 온도, 염도, 산도에 따라 그래핀의 전기저항이 변화한다는 사실에 기반한다. 이 시스템은 압력 및 유량을 포함한 추가변수도 모니터링할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구진은 여러 변수에 대한 감지가 하나의 기기로 이뤄질 수 있어 유용성을 크게 높일 수 있다고 밝혔다.</p><p>그래핀은 폴리이미드 폴리머 시트로 전달되며 적절한 전자 시스템에 연결하면 모니터링되는 환경변수에 대한 신호를 수집하고 전송할 수 있다. 이 데이터는 표준 블루투스 기술을 사용하여 무선으로 전송할 수 있다. 섭씨 650도, 높은 염도, 다양한 압력, 강렬한 방사선, 반응성 높은 화학물질, 높은 습도 또는 이러한 조건들의 조합을 견딜 수 있다는 것이 이 시스템의 강점이다. 또한 기존 센서 비해 온도 감지에서 260%의 감도 증가를 달성하는 등 고감도라는 장점이 있다.</p><p>연구진은 이번 연구가 다양한 극한환경조건에 대한 감지물질로서 그래핀의 가능성을 결정적으로 보여주는 최초의 연구라고 자평했다. 실제 적용가능한 분야로는 해양, 체액, 석유 및 가스 산업, 우주 탐사, 그리고 기존 센서를 손상시킬 수 있는 화학환경에 노출되는 다양한 상황이 포함된다. 센서의 얇은 구조와 유연성으로 인해 다이버나 운동선수용 웨어러블 기술이나 의료분야 응용에도 적합하다.</p>
출처
원문URL <p>기존 기술 적용이 불가능한 극한환경을 이제는 그래핀 기반 센서를 이용해 모니터링할 수 있게 되었다. 흥미로운 형태의 탄소 그래핀은 탄소원자의 육각 고리가 서로 연결된 층으로 구성되어 있는데 이것은 많은 분야에 응용이 가능한 독특한 전자적, 물리적 특성을 갖고 있다.</p><p>새로운 센서를 개발한 사우디아라비아 KAUST(King Abdullah University of Science and Technology)의 Sohail Shaikh는 그래핀은 수년 동안 기적의 물질로 여겨져 왔지만 극한환경 조건에서의 적용은 아직까지 이뤄진 바 없었다면서 기존의 센서기술은 매우 제한된 범위의 환경 조건에서만 작동하며 편차가 크면 측정이 불가능하거나 신뢰성이 떨어진다고 밝혔다.</p><p>새로운 센서는 pH로 측정되는 용액의 온도, 염도, 산도에 따라 그래핀의 전기저항이 변화한다는 사실에 기반한다. 이 시스템은 압력 및 유량을 포함한 추가변수도 모니터링할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구진은 여러 변수에 대한 감지가 하나의 기기로 이뤄질 수 있어 유용성을 크게 높일 수 있다고 밝혔다.</p><p>그래핀은 폴리이미드 폴리머 시트로 전달되며 적절한 전자 시스템에 연결하면 모니터링되는 환경변수에 대한 신호를 수집하고 전송할 수 있다. 이 데이터는 표준 블루투스 기술을 사용하여 무선으로 전송할 수 있다. 섭씨 650도, 높은 염도, 다양한 압력, 강렬한 방사선, 반응성 높은 화학물질, 높은 습도 또는 이러한 조건들의 조합을 견딜 수 있다는 것이 이 시스템의 강점이다. 또한 기존 센서 비해 온도 감지에서 260%의 감도 증가를 달성하는 등 고감도라는 장점이 있다.</p><p>연구진은 이번 연구가 다양한 극한환경조건에 대한 감지물질로서 그래핀의 가능성을 결정적으로 보여주는 최초의 연구라고 자평했다. 실제 적용가능한 분야로는 해양, 체액, 석유 및 가스 산업, 우주 탐사, 그리고 기존 센서를 손상시킬 수 있는 화학환경에 노출되는 다양한 상황이 포함된다. 센서의 얇은 구조와 유연성으로 인해 다이버나 운동선수용 웨어러블 기술이나 의료분야 응용에도 적합하다.</p>
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2020005714
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과학기술표준분류
ICT 기술분류
주제어 (키워드) 1. 그래핀 극한환경조건 폴리이미드 폴리머 2. graphene harsh environmental condition polyimide polymer