| 초록 |
가스 센서는 사내 및 산업 환경에서의 유독성 또는 폭발성 가스의 검출, 대기환경 모니터링, 의료 진단 또는 식품/미용 특성 제어 등을 포함하는 다양한 어플리케이션에서 큰 관심을 받고 있다. 그렇기 때문에 반도체 금속산화물 기반 센서 분야에서는 센서의 감지 특성을 향상시키기 위해서 많은 노력을 기울이고 있다. 기존의 연구들은 금속산화물 나노선에 금속입자를 기능화하거나 다른 재료를 증착시켜 코어-쉘 구조를 만드는 등의 방식을 이용해 특정 가스에 대한 감도를 증가시켜 센서의 선택성을 향상시켰다면, 본 연구에서는 얇은 ZIF-8(Zeolitic Imidazolate Framework-8) 분자 체 구조를 ZnO 나노선에 형성하여 특정 크기의 분자를 갖는 가스(H2)를 제외한 다른 가스들에 대한 반응을 원천적으로 봉쇄시키는 방법을 이용해 센서의 선택성을 향상시켰다. 최적화된 ZnO/ZIF-8 기반의 복합 나노선 센서는 순수한 ZnO 나노선 센서와 비교하여 수소 가스에 대해 향상된 반응을 보여주었다. 이는 ZIF-8의 공동 크기가 약 3.4Å으로 상기 크기보다 큰 동적 직경(kinetic diameter)을 갖는 기체(톨루엔, 벤젠 등)는 투과 되지 않기 때문이다. 이와 같은 MOF(Metal-Organic Framework) 멤브레인의 캡슐화 전략은 바이오 센서 및 광촉매 등과 같은 가스 또는 이온 선택성을 필요로 하는 다양한 어플리케이션에 적용될 것으로 판단된다. |
