경희대 '유해가스 감지하는 전자 코' 성능 개선

[서울=뉴시스]남민주 인턴 기자 = 경희대 화학과 브라이트 워커(Bright Walker) 교수팀과 물리학과 말로리 마티벤가(Mallory Mativenga) 교수가 공동 연구를 통해 유기 전계 효과 트랜지스터(Organic Field-Effect Transistor, 이하 OFET) 기반의 전자 코(Electronic Nose)를 개발했다.

전자 코는 후각 기능을 모방해 휘발성 화합물을 감지하고 구별하는 기기로 의료, 식품, 안전관리 등 다양한 산업 분야에서 활용된다.

기존 전자 코에 사용되던 금속 산화막 반도체 기반 센서는 냄새 분자를 측정할 때 고온에서 작동해야 하므로 비용이 많이 들고 휴대가 어려웠다. OFET 센서는 상온에서 낮은 전압으로 구동되지만, 냄새 분자를 구별하는 변별력이 떨어졌다. 경희대 연구팀은 냄새 분자의 휘발성 화합물이 유기 반도체에 닿았을 때 전류 특성이 변하는 현상에서 문제의 해결책을 찾았다.

연구팀은 유기 반도체 표면에 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, 이하 PVA) 고분자 막을 코팅했다. 그 결과 화합물이 유기 반도체와 만나는 시간이 지연됐고, 전류 변화 시간도 달라졌다. 이 방법으로 기존 전자 코에서는 불가능했던 메탄올과 에탄올을 구분하는 데 성공했다. 또한 PVA 고분자 막에 치환기를 합성함에 따라 냄새 분자를 세세히 구분할 수 있었다.

연구팀이 개발한 전자 코는 상용화된 전자 코보다 월등한 감지 능력을 보이는 한편 원재료가 저렴해 대량 생산도 가능한것으로 전해졌다. 워커 교수는 "PVA 고분자 막의 원재료가 저렴해 다양한 고분자 막을 대량으로 생성할 수 있다"고 설명했다. 마티벤가 교수는 "실제 환경에서 활용 가능한 전자 코 구현에 한 걸음 더 다가섰다"며 연구 의미를 밝혔다.


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