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광운대 김남영교수 (전자공학과) 연구팀, Sponge-Like 나노다공성 PVDF/LiCl 복합 기반 고감도 습도 센서 개발 성공
광운대 김남영교수 (전자공학과) 연구팀, Sponge-Like 나노다공성 PVDF/LiCl 복합 기반 고감도 습도 센서 개발 성공
  • 방완재
  • 승인 2023.01.17 10:21
  • 댓글 0
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- JCR 1.48% Q1, IF: 10.383 과학전문지 ACS applied materials & interfaces게재 -
Sponge-Like Nanoporous PVDF/LiCl 복합 기반 고감도 습도 센서 개발 성공 -

광운대 전자공학과 김남영 교수가 이끄는 연구팀은 전자공학과 강벌드 앵흐자야 박사과정(제1저자)과 함께 IDC 기반 sponge-like PVDF/LiCl 나노다공성 고감도 습도 센서 개발에 성공했다고 밝혔다.

(좌)강벌드 앵흐자야 박사과정 구원 (우)김남영 교수
(좌)강벌드 앵흐자야 박사과정 구원 (우)김남영 교수

본 연구진은 스폰지 모양의 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF)/염화리튬(LiCl) 나노복합체 고정형 IDC(interdigitated capacitive) 센서를 실시간 습도 감지 응용 분야를 위해 개발하였다. 스폰지 모양의 박막에는 200nm에서 2μm 크기의 나노다공성 구멍이 생성됐다. IDC 전극 위에 코팅된 PVDF/LiCl 나노다공성 복합막에 흡수된 물 분자의 양이 증가함에 따라 LiCl은 Li+와 Cl-로 이온화되었고, LiCl으로부터 방출된 Li+와 Cl-는 자유 전도체로 작용했다. IDC 전극의 이온화된 LiCl의 자유 전도체는 전기장을 통해 평행한 전극 핑거 사이의 전하를 분리했다. 설계된 센서는 다른 폴리머 기반 복합 습도 센서에 비해 10배 더 높은 감도 특성을 보였다. 센싱 성능으로 인해 제안된 나노다공성 PVDF/LiCl 복합 기반 IDC 센서는 실시간 호흡 모니터링 및 비접촉 센싱을 포함한 광범위한 습도 센싱 애플리케이션을 위한 유망한 플랫폼이 될 것으로 기대된다. 

IDC 기반 sponge-like PVDF/LiCl 나노다공성 고감도 습도 센서
IDC 기반 sponge-like PVDF/LiCl 나노다공성 고감도 습도 센서

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 중점연구소 지원사업과 한국 환경부(MOE) 대학원을 통한 기초 과학 연구 프로그램의 지원을 받았다. 연구 결과는 ACS Publication에서 발간하는 국제 저명 논문지인 ACS Applied Materials & Interfaces (IF=10.383)에 “Highly Sensitive Interdigitated Capacitive Humidity Sensors Based on Sponge-Like Nanoporous PVDF/LiCl Composite for Real-Time Monitoring” 제목으로 실렸다. 


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