나노소재 및 MEMS 플랫폼을 이용한 저전력 대기 가스 센서 개발

Abstract

본 연구에서는 나노소재와 MEMS 구조물을 이용하여 저전력으로 작동하는 대기질 측정 가스센서를 개발하였다. 넓은 표면적 때문에 가스 특성이 좋다고 알려진 1차원 나노 섬유를 전기 방사 방법으로 제작하였다. 이를 에틸렌글리콜과 같은 용매와 섞어 용액화 하여 전기수력학 프린팅 방법을 진행하였다. DC전압 및 펄스 형태의 전압을 이용해 나노섬유의 선 패턴이나 점 패턴을 얻을 수 있었으며, 펄스폭을 조절함에 따라 점 패턴의 크기가 조절 가능하였다. 전기수력학 프린팅을 이용함으로써 사용한 노즐 내경보다 작게 패터닝이 가능 하였고, 100㎛까지 작게 만들 수 있었다. SnO2, WO3, In2O3 나노섬유를 하나의 칩 위에 어레이 형태로 직접하여 동시에 NO2를 측정 할 수 있었으며, 소비전력을 낮추기 위해 제작된 공중 부유형 MEMS 플랫폼에도 정확하게 감지 물질을입힐 수 있었다. MEMS 플랫폼 센서의 경우 소비전력이 20mW 이하로 저전력으로 작동 가능하였다.