KR101957460B1 - Peroxide detecting sensor, peroxide detecting device comprising the same, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판; 기판 상부에 위치하는 그래핀 시트; 및 그래핀 시트 상부에 위치하는 금속 나노와이어를 포함하는 과산화수소 검출 센서와, 이러한 과산화수소 검출 센서를 포함하는 과산화수소 검출 장치 및 과산화수소 검출 센서를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate; A graphen sheet positioned above the substrate; And a hydrogen peroxide detection sensor including the hydrogen peroxide detection sensor and a method of manufacturing the hydrogen peroxide detection sensor.
Description
본 발명은 과산화수소 검출 센서, 과산화수소 검출 센서를 포함하는 과산화수소 검출 장치 및 과산화수소 검출 센서를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 은 나노와이어(Ag NanoWire, AgNW)로 도핑(doping)된 그래핀 시트를 이용하여, 고감도 및 고선택성의 과산화수소 가스 검출 센서, 과산화수소 가스 검출 장치 및 과산화수소 가스 검출 센서의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrogen peroxide detection sensor including a hydrogen peroxide detection sensor, a hydrogen peroxide detection sensor, and a method of manufacturing the hydrogen peroxide detection sensor. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a hydrogen peroxide detection sensor using a graphene sheet doped with silver nano wire (Ag NanoWire, A hydrogen peroxide gas detection device, and a method of producing a hydrogen peroxide gas detection sensor.
과산화수소(H2O2)는 무색 액체이며, 강력한 산화제 중에 하나로 살균제와 표백제로 많이 이용되고 있다. 또한, 액체나 기체 형태의 소독제로 사용되고 있다. 이는 과산화수소의 강력한 산화력이 균류, 세균, 포자, 바이러스 및 곰팡이를 사멸시킬 수 있기 때문이다. Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is a colorless liquid, one of the most powerful oxidizers and is widely used as a disinfectant and bleaching agent. It is also used as a liquid or gaseous disinfectant. This is because the strong oxidizing power of hydrogen peroxide can kill fungi, bacteria, spores, viruses and fungi.
과산화수소 기체는 75ppm의 농도에서 사람의 건강을 해칠 수 있으며, 안전한 농도인 1ppm 이하 측정 및 지속적으로 측정하는 모니터링 기술과 측정 장비는 산업 및 의료분야에서 매우 중요성이 부각되고 있다.Hydrogen peroxide gas can harm human health at a concentration of 75ppm. Monitoring technology and measurement equipment that measure and continuously measure below 1ppm of safe concentration are becoming very important in industrial and medical fields.
그래핀은 센서를 포함한 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 가스 센서로 응용되기 위해서는 몇 가지 중요한 특성을 가지고 있어야 한다. 첫째로, 모든 표면이 가스가 노출되어야 하고, 둘째로, 열잡음이 작아야 한다. 또한, 대기 및 열악한 환경에서도 매우 안정해야 한다. 그러나, 이러한 조건을 만족하기에는 그래핀은 적합하지 않다.Graphene is widely used in various fields including sensors. To be used as a gas sensor, it must have several important characteristics. First, all surfaces must be exposed to gas, and second, the thermal noise must be small. It should also be very stable in atmospheric and harsh environments. However, graphene is not suitable for satisfying these conditions.
따라서, 전이 금속으로 만들어진 다양한 이온들을 그래핀에 도핑함으로 그래핀이 가지고 있는 단점을 개선하여 센서로 활용하는 것이 가능하다. Therefore, by doping various ions made of transition metal into graphene, it is possible to improve the disadvantages of graphene and utilize it as a sensor.
또한, 금속 나노 입자인 은 나노와이어는 전기적, 열적, 광학적 특성이 매우 우수한 금속이다. 이와 같이, 그래핀 표면 위에 은 나노와이어의 도핑은 그래핀의 전자적 특성을 변화시키며, H2O2와 반응하였을 때 그래핀의 저항값을 변화시키게 되는데, 이는 그래핀 표면의 전하밀도 변화와 관련이 있으며, 이로 인해 저항값이 변화하고 H2O2 가스의 검출을 용이하게 할 수 있다. In addition, silver nanowires, which are metal nanoparticles, are metals with excellent electrical, thermal and optical properties. Thus, the doping of silver nanowires on the graphene surface changes the electronic properties of the graphene and changes the resistance of the graphene when it reacts with H 2 O 2 , which is related to the change in charge density of the graphene surface Thereby changing the resistance value and facilitating the detection of the H 2 O 2 gas.
예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 과산화수소 검출용 센서(1000)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 나노 구조체에 미오글로빈을 이용하여, 혈액 내부의 과산화수소를 검출하기 위한 바이오센서에 해당한다. For example, the
또한, 특허문헌 2에 기재된 과산화수소 검출 센서(2000)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 기판 위에 금 나노입자 복합체와 퍼옥시다제(과산화효소, peroxidase)를 부착하여 H2O2 검출 센서를 구성한다. 14, a hydrogen
그러나, 이러한 종래의 H2O2 검출 센서는 바이오센서로 이용되는 전기화학적 측정 센서이다. 따라서, 종래의 과산화수소 검출 센서는 단백질 고정화와 열에 민감하여, 환경 변화에 따른 사용에 제약이 있으며, 호스래디쉬 퍼옥시다제 (horseradish peroxidase)를 부착하는 선행과정이 반드시 필요함으로, 환경 분야와 제조업 분야 등의 활용에 제한이 많으며, 생산성이 현저히 좋지 않아, 이러한 센서를 현장에서 바로 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. However, such a conventional H 2 O 2 detection sensor is an electrochemical measurement sensor used as a biosensor. Therefore, the conventional hydrogen peroxide detection sensor is sensitive to protein immobilization and heat, is restricted in use due to environmental changes, and requires a preceding process of attaching horseradish peroxidase, And the productivity is not so good, so that such a sensor can not be used immediately in the field.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 바이오 센서로서의 과산화수소 검출 센서들의 문제점들을 해결하고, 대기 내에 존재하는 과산화수소 가스를 실시간으로 현장에서 모니터링할 수 있는 과산화수소 검출 센서, 이러한 과산화수소 검출 센서를 포함하는 과산화수소 검출 장치 및 과산화수소 검출 센서의 제조 방법을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention provides a hydrogen peroxide detection sensor that solves the problems of the hydrogen peroxide detection sensors as the conventional biosensor described above and that can monitor the hydrogen peroxide gas present in the atmosphere in real time in the field, a hydrogen peroxide detection device including the hydrogen peroxide detection sensor And a method for producing the hydrogen peroxide detection sensor.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 기판; 기판 상부에 위치하는 그래핀 시트; 및 그래핀 시트 상부에 위치하는 금속 나노와이어를 포함하는 과산화수소 검출 센서를 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, A graphen sheet positioned above the substrate; And a hydrogen peroxide detection sensor including the metal nanowires located on the graphene sheet.
또한, 본 발명의 과산화수소는 기체상의 과산화수소이며, 금속 나노와이어는 은 나노와이어를 포함할 수 있다. In addition, the hydrogen peroxide of the present invention may be gaseous hydrogen peroxide, and the metal nanowires may include silver nanowires.
또한, 은 나노와이어와 그래핀 시트의 무게 비율은 10 내지 30%일 수 있고, 그래핀 시트는 단층으로 이루어질 수 있다. In addition, the weight ratio of the silver nanowire and the graphene sheet may be 10 to 30%, and the graphene sheet may be a single layer.
또한, 본 발명은 전술한 과산화수소 검출 센서; 그래핀 시트의 양단에 연결되는 전극; 및 과산화수소 검출 센서를 구동하는 전원부를 포함하는 과산화수소 검출 장치를 제공할 수 있다. The present invention also relates to a hydrogen peroxide detection sensor described above; An electrode connected to both ends of the graphen sheet; And a power supply unit for driving the hydrogen peroxide detection sensor.
또한, 본 발명의 과산화수소 검출 장치는 과산화수소 검출 센서를 환원시키기 위한 에너지 주입부를 더 포함할 수 있다. The hydrogen peroxide detection device of the present invention may further include an energy injection unit for reducing the hydrogen peroxide detection sensor.
또한, 본 발명의 에너지 주입부는 자외선 또는 전류를 에너지원으로 사용할 수 있으며, 에너지 주입부는, 자외선 또는 전류를 10초 이내로 가하여 에너지를 주입할 수 있다. In addition, the energy injecting unit of the present invention can use ultraviolet rays or current as an energy source, and the energy injecting unit can inject energy by applying ultraviolet ray or current within 10 seconds.
또한, 본 발명은 기판을 준비하는 단계; 기판 상부에 그래핀 시트를 증착하는 단계; 및 그래핀 시트의 상부에 금속 나노와이어 혼합액을 도핑하는 단계를 포함하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법을 제공할 수 있다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a substrate; Depositing a graphene sheet on top of the substrate; And a step of doping a metal nanowire mixed solution on the upper portion of the graphene sheet.
또한, 본 발명에서의 그래핀 시트의 증착은 화학기상증착법으로 수행될 수 있고, 금속 나노와이어의 도핑은, 그래핀 시트를 금속 나노와이어 혼합액에 침지하여, 혼합액을 4분 동안 1150 rpm으로 스터링하여 이루어질 수 있다. Further, the deposition of the graphene sheet in the present invention can be performed by a chemical vapor deposition method, and the doping of the metal nanowires can be performed by immersing the graphene sheet in the metal nanowire mixture and sterilizing the mixture at 1150 rpm for 4 minutes Lt; / RTI >
본 발명은 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Decomposition, CVD)을 이용한 단층 그래핀 제조, 은 나노와이어 제조와 도핑 방법, 이의 특성화, 검출 대상 과산화수소 가스 저항 변화를 통한 고감도, 고성능의 센서를 제조할 수 있다. The present invention can produce a high-sensitivity, high-performance sensor through the production of single-layer graphene by chemical vapor deposition (CVD), the manufacture and doping of silver nanowires, characterization thereof, and the change of hydrogen peroxide gas resistance.
또한, 본 발명은 전이 금속으로 이루어진 나노 물질을 이용한 그래핀 센서의 특성을 개질하여, H2O2 가스의 실시간 모니터링을 위한 효율적이고 제조공정이 간단하며 고감도, 고성능의 센서와 이의 제조 방법을 제공할 수 있다. Also, the present invention provides an efficient, simple, high-sensitivity, high-performance sensor for real-time monitoring of H 2 O 2 gas and a manufacturing method thereof by modifying the characteristics of a graphene sensor using nanomaterials made of a transition metal can do.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서의 작동 메커니즘을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서 제조 방법을 나타내는 일련의 과정이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치의 개략적인 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서의 은 나노와이어의 도핑 양에 따른 반응성과 안정성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서에 있어서, 초기 그래핀의 SEM 이미지(a)와, 은 나노와이어로 도핑된 그래핀 SEM 이미지(b) 및 이의 EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) 결과(c)를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서에 있어서, 초기 그래핀(a)과 은 나노와이어로 도핑된 그래핀(b) 라만(Raman) 그래프이다.
도 9은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서에 있어서, 은 나노와이어로 도핑된 그래핀의 XRD 스펙트럼(a)과 이의 XPS 스펙트럼(b)이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치에 있어서, 5ppm의 H2O2 가스에서 초기 그래핀 센서와 은 나노와이어가 도핑된 센서의 반응성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치에 있어서, 과산화수소 농도에 따른 반응성을 나타낸 그래프(a)와 이의 정량 그래프(b)이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치에 있어서, 과산화수소 및 산소, 질소, 이산화탄소, 메탄가스 등 기타 가스의 반응성을 나타낸 그래프이다.
도 13은 종래의 과산화수소 검출 센서를 이용한 SEM 사진이다.
도 14는 종래의 다른 과산화수소 검출 센서를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a hydrogen peroxide detection sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view schematically showing an operation mechanism of a hydrogen peroxide gas detection sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a series of processes showing a method for producing a hydrogen peroxide gas detection sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic conceptual diagram of a hydrogen peroxide gas detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a hydrogen peroxide gas detection device system according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a graph showing reactivity and stability of the hydrogen peroxide gas detection sensor according to an embodiment of the present invention, according to the amount of doping of silver nanowires.
7 is a graph showing the relationship between the SEM image (a) of the initial graphene, the graphene SEM image (b) doped with silver nanowires and the EDX (Energy Dispersive X- Ray analysis result (c).
8 is a graphene (b) Raman graph doped with initial graphene (a) and silver nanowire in a hydrogen peroxide gas detection sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an XRD spectrum (a) and XPS spectrum (b) of graphene doped with silver nanowires in a hydrogen peroxide gas detection sensor according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the reactivity of a sensor in which the initial graphene sensor and the silver nanowire are doped in 5 ppm of H 2 O 2 gas in the hydrogen peroxide gas detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph (a) showing the reactivity according to the hydrogen peroxide concentration and a quantitative graph (b) thereof in the hydrogen peroxide gas detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
12 is a graph showing reactivity of hydrogen peroxide and other gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and methane gas in the hydrogen peroxide gas detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a SEM photograph using a conventional hydrogen peroxide detection sensor.
FIG. 14 is a conceptual diagram schematically showing a method for manufacturing another conventional hydrogen peroxide detection sensor.
이하, 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10), 과산화수소 검출 센서(10)를 포함하는 과산화수소 검출 장치(100) 및 과산화수소 검출 센서(10)의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made, by way of example, to the accompanying drawings, in which a hydrogen
설명에 앞서, 여러 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시 형태에서 설명하고, 그 외의 실시 형태에서는 다른 구성 요소에 대해서만 설명하기로 한다. Prior to explanation, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals in different embodiments, and only other elements will be described in the other embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10)의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of a hydrogen
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10)는 기판(11), 이러한 기판(11)의 상부에 위치하는 그래핀 시트(12) 및 그래핀 시트(12) 상부에 위치하는 은 나노와이어(13)를 포함한다. 특히, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10)는 기체상의 과산화수소를 검출하는데 유용하다. 1, a hydrogen
또한, 그래핀 시트(12)는 그래핀(graphene) 소재가 얇은 막 형태의 단일층으로 이루어진 것을 의미하며, 바람직하게 단층의 그래핀 시트(12)를 사용하는 것이 바람직하다. Further, the
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10)는 은 나노와이어(13)가 그래핀 시트(12)의 상부에 도핑되어 있는 것을 의미하고, 이러한 은 나노 와이어는 그래핀 시트(12) 상부에서 특정한 방향성이나 규칙을 갖지 않고, 그래핀 시트(12) 상부에서 고르게 분포되어 있다.The hydrogen
한편, 검출 센서(10) 표면에서 은 나노와이어(13)의 분포 비율은, 10 내지 30 wt%로 분포될 수 있으며, 약 20 wt%로 분포되는 것이 바람직하다. On the other hand, the distribution ratio of the silver nanowires 13 on the surface of the
도 2은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서(10)의 작동 메커니즘을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 2 is a conceptual diagram schematically showing an operation mechanism of the hydrogen
일반적인 환경에서, 초기에 대기 중에 노출된 그래핀은 산소 이온, 수증기 및 기타 오염 물질에 의한 자유 전자 트랩 (free electron trapping)으로 인하여 p형 도핑을 유도한다. 도핑된 그래핀의 H2O2 감지의 메커니즘은 그래핀 도핑 물질(dopant)에 의해 제공되는 흡착 및 반응 위치로 설명될 수 있다. 그래핀 표면의 은 나노와이어와 상호 작용할 때, H2O2 분자는 금속 은을 산화시켜 은 산화물 (Ag2O), 즉 p형 반도체로 변환시킨다. In a typical environment, graphene, initially exposed to the atmosphere, induces p-type doping due to free electron trapping by oxygen ions, water vapor, and other contaminants. The mechanism of H 2 O 2 sensing of doped graphene can be explained by the adsorption and reaction sites provided by the graphene doping material (dopant). When interacting with the silver nanowires on the graphene surface, the H 2 O 2 molecules oxidize the metal silver to convert it to silver oxide (Ag 2 O), a p-type semiconductor.
이 반응은 센서의 전도 채널에서 전하 캐리어 농도 (charge carrier concentration)를 변화시킨다. 또한, 공기 중의 그래핀은 p형 반도체이기 때문에 Ag2O에 의한 정공(hole)을 추가하면 저항률이 감소하여 과산화수소 가스의 존재를 감지할 수 있다. 이에 관한 내용은 도 2의 (b)로 나타내었다. This reaction changes the charge carrier concentration in the conduction channel of the sensor. Further, since graphene in the air is a p-type semiconductor, the addition of holes due to Ag 2 O reduces the resistivity and can detect the presence of hydrogen peroxide gas. This is shown in FIG. 2 (b).
O2 (gas) → O2 (ads) (반응식 1)O 2 (gas) O 2 (ads) (Scheme 1)
O2 (ads) + e- → O2 - (ads) (반응식 2)O 2 (ads) + e- → O 2 - (ads) (scheme 2)
O2 - (ads) + e- → 2O- (ads) (반응식 3)O 2 - (ads) + e- → 2 O - (ads) (scheme 3)
O- (ads) + e- → O2- (ads) (반응식 4)O - (ads) + e- - O 2- (ads) (Scheme 4)
2Ag + H2O2 → Ag2O+ H2O (반응식 5)2Ag + H 2 O 2 ? Ag 2 O + H 2 O (Reaction Scheme 5)
Ag2O + hν → Ag2O + e- + h+ (반응식 6)Ag 2 O + hv → Ag 2 O + e - + h + (Scheme 6)
Ag2O + e- → Ag + O2 (반응식 7)Ag 2 O + e - → Ag + O 2 (Scheme 7)
O2 -(ads) + h+ → O-(ads) (반응식 8) O 2 - (ads) + h + → O - (ads) ( Scheme 8)
O-(ads) + h+ → O2 -(ads) (반응식 9)O - (ads) + h + - O 2 - (ads) (Scheme 9)
O2 -(ads) + h+ → O2 (ads) (반응식 10)O 2 - (ads) + h + → O 2 (ads) (Scheme 10)
O2 (ads) → O2 (gas) (반응식 11)O 2 (ads) O 2 (gas) (Scheme 11)
(반응식 1) 내지 (반응식 4)는 그래핀 센서가 주변 조건에 노출되어 산소 이온 흡착과 자유 전자 트래핑을 유발하여 p형 반도체 타입의 행동을 유도함을 나타낸다. (반응식 5)는 주요 H2O2 감지 반응이다. 과산화수소에 노출된 금속 은의 p형 반도체인 Ag2O가 된다. (Scheme 1) to (Scheme 4) indicate that the graphene sensor is exposed to ambient conditions to induce oxygen ion adsorption and free electron trapping to induce p-type semiconductor type behavior. (Scheme 5) is the major H 2 O 2 sensing reaction. The metal exposed to hydrogen peroxide is Ag 2 O, which is a p-type semiconductor.
전술한 바와 같이, 초기 그래핀은 p형 반도체이지만, 그러한 작용은 센서 시스템에 추가적인 홀을 추가함으로써 저항을 감소시킨다. 따라서 대상 가스 검출 메커니즘을 가능하게 한다.As described above, the initial graphene is a p-type semiconductor, but such action reduces resistance by adding additional holes to the sensor system. Thus enabling the target gas detection mechanism.
또한, Ag2O는 ~ 1.46 eV의 밴드 갭을 갖는 p형 반도체이며 광촉매 목적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 Ag2O는 감광성이며 자외선(UV)하에서는 효과적인 전자 흡수제로 작용한다. 그러나 광조사 (Ag2O → 2Ag + 1/2O2)에서는 불안정하다.In addition, Ag 2 O is a p-type semiconductor having a band gap of ~ 1.46 eV and is widely used for photocatalytic purposes. Such Ag 2 O is photosensitive and acts as an effective absorber under ultraviolet (UV) light. However, it is unstable in light irradiation (Ag 2 O → 2Ag + 1 / 2O 2 ).
(반응식 6)은 센서 이완 과정을 나타낸다. 자외선 광자는 Ag2O에 의해 흡수되는 동안 1.46 eV 밴드 갭의 존재로 인해 전자홀 쌍을 생성한다. 이러한 추가 전자는 은 산화물을 금속 은으로 환원하여 산소를 생성한다(반응식 7). 추가적인 홀이 산소 이온 탈착을 일으키는 반면((반응식 8) 내지 (반응식 11)), 이러한 탈착은 포획된 전자가 시스템으로 되돌아오고, 홀과의 재조합으로 이어져 센서의 저항을 증가시킨다. 이에 대한 그림은 도 2의 (b)에 나타내었다. (Scheme 6) represents the sensor relaxation process. Ultraviolet photons produce electron hole pairs due to the presence of a 1.46 eV band gap while being absorbed by Ag 2 O. These additional electrons reduce the silver oxide to metal silver to produce oxygen (Scheme 7). This additional desorption leads to trapped electrons returning to the system, leading to recombination with the holes leading to increased resistance of the sensor, while additional holes cause oxygen ion desorption (scheme 8) to (scheme 11). The figure is shown in Figure 2 (b).
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서(10)의 제조 방법을 나타내는 일련의 과정이다. 3 is a series of processes showing a method of manufacturing the hydrogen peroxide
그림 3에 도시된 바와 같이, 그래핀 시트(12) 는 화학 기상 증착법을 통해 이루어지고, 위에 은 나노와이어를 도핑하는 것으로 검출 센서(10)를 제조할 수 있다. As shown in FIG. 3, the
구체적으로, 은 나노와이어는 폴리올 방법으로 합성되었다. Specifically, silver nanowires were synthesized by the polyol method.
우선, 분자량 1,300,000의 폴리비닐 피롤리돈 (PVP K-90) 5g을 둥근 바닥 플라스크 내의 에틸렌글리콜 200ml에 용해시키고, 오일 배스에서 천천히 교반 하였다. 이 용액을 170℃로 가열하고, 환원제로서 브롬화칼륨 (KBr) 0.1 g을 첨가하고, 40분간 교반하여 반응액을 제조하였다. 그 후, 반응액에 0.4 g의 염화은 (AgCl)과 1.6 g의 질산은(AgNO3)을 용해시키고, 환원 공정을 170℃로 가열하고, 이후 200 rpm으로 4시간 교반하여 얻어지면 노란색 계열의 침천물을 얻게 되고, 이를 증류수와 아세톤으로 세척한 후 이소프로필 알코올(iso propanol alchol, IPA)을 첨가하여 농도 37.5 g/L 용액으로, 45nm의 평균 직경과 40 μm의 길이를 갖는 높은 선형성을 갖는 은 나노와이어를 제조할 수 있다. First, 5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP K-90) having a molecular weight of 1,300,000 was dissolved in 200 ml of ethylene glycol in a round bottom flask and stirred slowly in an oil bath. This solution was heated to 170 DEG C, 0.1 g of potassium bromide (KBr) was added as a reducing agent, and the mixture was stirred for 40 minutes to prepare a reaction solution. Thereafter, 0.4 g of silver chloride (AgCl) and 1.6 g of silver nitrate (AgNO 3 ) were dissolved in the reaction solution, and the reducing process was heated to 170 ° C and then stirred at 200 rpm for 4 hours. The solution was washed with distilled water and acetone, and isopropyl alcohol (IPA) was added thereto to prepare a solution of silver nanoparticles having an average diameter of 45 nm and a high linearity of 40 μm Wire can be manufactured.
그래핀 시트(12)를 제조(S1)하기 위해, 25 μm 두께의 Cu 포일(foil)을 아세톤에서 30분간 세척한 후 전기영동 공정을 사용하여 세척했다. Cu 포일의 표면을 H2(50 mTorr, 5 sccm, 30 min)의 흐름으로 1000℃로 가열된 용광로(furnace)에서 30분 동안 추가로 클리닝 작업을 진행하였다. 이어서 Ar 중 CH4과 H2 (50 : 5 sccm)의 혼합물을 1000 ℃ 에서 30 분 동안 노를 통과시켜 단층 그래핀을 생성시켰다.To fabricate the graphene sheet 12 (S1), a 25 micron thick foil was washed with acetone for 30 minutes and then washed using an electrophoretic process. The surface of the Cu foil was further cleaned in a furnace heated to 1000 캜 for 30 minutes in a flow of H 2 (50 mTorr, 5 sccm, 30 min). A mixture of CH 4 and H 2 (50: 5 sccm) in Ar was then passed through a furnace at 1000 ° C for 30 minutes to produce single layer graphene.
다음으로, Cu 포일을 아니솔(anisole)에 용해된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 스핀-코팅(spin-coating)한 다음, 100℃로 15분간 가열하여 보호층을 만들었다(S2, S3). 그 후, 과황산 암모늄((NH4)2S2O8) 용액을 갖는 구리를 에칭하였다(S4). 마지막으로, 에칭(etching)된 PMMA/graphene을 탈 이온수로 세척한 후 Si/SiO2로 옮기고(S5), 이어서 1시간동안 아세톤에 담가 PMMA코팅을 제거하였다(S6).Next, the Cu foil was spin-coated with polymethylmethacrylate (PMMA) dissolved in anisole and then heated at 100 ° C for 15 minutes to form a protective layer (S2, S3) . Thereafter, the ammonium persulfate was etched with a copper ((NH 4) 2 S 2 O 8) solution (S4). Finally, the etched PMMA / graphene was washed with deionized water, transferred to Si / SiO 2 (S5), and then immersed in acetone for 1 hour to remove the PMMA coating (S6).
최종적으로, 스핀 코팅 방법을 사용하여 준비된 은 나노와이어로 그래핀의 도핑을 수행한다(S7). 구체적으로, 20 μL의 은 나노와이어-이소프로판알콜(isopropane alcohol, IPA) 37.5g/L 용액을 Si/SiO2가 담지된 그래핀 위에 놓고 스핀-코터 40초 동안 진행한다. 다음으로, 샘플을 100℃에서 30분 동안 오븐에서 가열하여 모든 휘발성 유기 오염 물질을 제거하고, 가열 후 준비된 그래핀-은 나노와이어 복합체를 1시간 동안 식힌 다음 플라스틱 프레임 워크에 장착하여, 은 전극을 연결함으로써 과산화수소 검출 장치(100)로 사용할 수 있다. Finally, doping of the graphene with the silver nanowire prepared using the spin coating method is performed (S7). Specifically, 37.5 g / L solution of 20 μL silver nanowire-isopropanol alcohol (IPA) is placed on graphene carrying Si / SiO 2 and the spin-coater is run for 40 seconds. Next, the sample was heated in an oven at 100 DEG C for 30 minutes to remove all volatile organic contaminants, and the graphene-silver nanowire composite prepared after heating was cooled for 1 hour and mounted on a plastic framework, And can be used as the hydrogen
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치(100)의 개략적인 개념도이다. 4 is a schematic conceptual diagram of a hydrogen peroxide
도 4에 도시된 바와 같이, 실리콘 기질(20)상에 과산화수소 검출 센서(10)를 형성하고, 전원부(40)와 연결되는 은 나노로드(30)를 부착하여 과산화수소 검출 장치로 이용할 수 있다. 따라서, 과산화수소 검출 센서(10)를 구동할 수 있는 전원부(40)를 마련하는 것만으로 간단하게 과산화수소 검출 장치(100)를 구성할 수 있다. The hydrogen
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치 시스템의 전체적인 구성도이다. FIG. 5 is an overall configuration diagram of a hydrogen peroxide gas detection device system according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 5에 도시된 바와 같이, H2O2 가스는 DC 전원 공급 장치, 공기 펌프, H2O 와 34.5% H2O2의 혼합 용액으로 이루어진 증발 챔버의 과산화수소 기화기를 사용하였다. 센서 반응은 상용의 H2O2 가스 센서(PortaSens II)를 사용하여 보정되었다. 기화된 H2O2의 유속은 질량 흐름 제어기에 의해 조절되었으며, 총 기체 유속은 5L/분으로 유지되었다. As shown in FIG. 5, the H 2 O 2 gas used was a DC power supply, an air pump, and a hydrogen peroxide vaporizer in a vaporizing chamber composed of a mixed solution of H 2 O and 34.5% H 2 O 2 . Sensor response was calibrated using a commercial H 2 O 2 gas sensor (PortaSens II). The flow rate of the vaporized H 2 O 2 was controlled by a mass flow controller and the total gas flow rate was maintained at 5 L / min.
구체적으로, H2O2 감지 실험에서 과산화수소 검출 장치(100)는 초기에 대기에 노출되어 기준 저항에 도달한 다음 대상 가스에 노출되고 측정하였고, 이후 가스 제거 및 빠른 복구(recovery)를 위해 254nm 자외선(UV) 방사에 약 10초 동안 노출하였다.Specifically, in the H 2 O 2 sensing experiment, the hydrogen
본 발명의 과산화수소 검출 장치(100)는 간단한 설계와 높은 민감도로 인해 전기화학적 측정장치를 기반으로 개발되었다. 이는 SiO2/Si 기판 위에 도핑된 그래핀(graphene)으로 구성되어 있으며, 두 개의 은 전극(30) 사이의 공간을 연결하는 감지 재료 역할을 한다. The hydrogen
과산화수소 검출 장치(100)는 플라스틱 플랫폼에 장착되었으며, 은 전극을 통하여 다른 전기 측정 시스템들과 연결될 수 있다. 센서 플랫폼은 가스 입구/출구가 있는 밀폐된 유리 플라스크에 놓였고, 컴퓨터와 인터페이스된 프로그램에 연결하여 사용할 수 있다. The hydrogen
한편, 전기화학적 측정 장치의 내재적 저항은 가스 분자의 농도에 비례하여 분석 가스에 노출됨으로써 조절될 수 있다. 따라서, H2O2의 농도는 상대 저항의 변화를 시간의 함수로 측정함으로써 정량화될 수 있고, 상대 센서 반응성 (Response, R)은 아래의 식과 같이 백분율로서 표현될 수 있다. On the other hand, the inherent resistance of the electrochemical measuring device can be controlled by exposing it to the analysis gas in proportion to the concentration of the gas molecules. Thus, the concentration of H 2 O 2 can be quantified by measuring the change in relative resistance as a function of time, and the relative sensor reactivity (Response, R) can be expressed as a percentage as follows:
R (%) = (Rr-Ri) / Ri × 100 %R (%) = (Rr-Ri) /
여기서 Rr은 H2O2의 존재하에서 측정된 센서의 저항이고, Ri는 H2O2가 존재하지 않을 때 초기 센서 저항을 나타낸다. Where Rr is the resistance of the sensor measured in the presence of H 2 O 2 and Ri is the resistance of the sensor when H 2 O 2 is absent Initial sensor resistance.
과산화수소 가스 검출 센서 및 시스템에서 과산화수소 검출을 위한 최적 조건을 확립하기 위한 실험을 진행하였으며, 그래핀 시트(12) 표면에 도핑된 은 나노와이어(13)의 양에 따른 반응성과 안정성을 검사하였다. Experiments were conducted to establish optimal conditions for the detection of hydrogen peroxide in a hydrogen peroxide gas detection sensor and system, and the reactivity and stability of
구체적으로, 도 6는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서(10)의 은 나노와이어(13)의 도핑 양에 따른 반응성과 안정성을 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing the reactivity and stability of the hydrogen peroxide
본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 검출 센서의 제조 방법으로 제조된 은 나노와이어의 양 20 μL을 1 내지 12회를 도핑한 후 센서의 반응성을 측정하였다. 도 6에 도시된 바와 같이, 3회 도핑된 센서(10)가 반응성과 안정성에서 매우 우수함을 알 수 있다.The reactivity of the sensor was measured after doping 1 to 12
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서(10)에 있어서, 초기 그래핀의 SEM 이미지(a)와, 은 나노와이어(13)로 도핑된 그래핀 SEM 이미지(b) 및 이의 EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) 결과(c)를 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing the relationship between the SEM image (a) of the initial graphene, the graphene SEM image (b) doped with the
도 7에 도시된 바와 같이, 그래핀 시트(12) 표면에 많은 양의 은 나노와이어(13)가 균일하게 분포된 그래핀 시트(b)와 도핑되지 않은 초기의 그래핀 시트(a)는 다른 구조를 형성하고 있음을 SEM 이미지로 확인할 수 있다. As shown in Fig. 7, the graphene sheet (b) in which a large amount of silver nanowires (13) are uniformly distributed on the surface of the graphene sheet (12) and the undoped initial graphene sheet It can be confirmed by SEM image that the structure is formed.
또한, 도 7(b)에 있어서, 그래핀 시트(12)위에 도핑된 은 나노와이어(13)의 평균 직경은 약 45 nm이었다. 또한, EDX에 의한 원소 분포의 매핑(mapping)은 나노와이어가 은(Ag)이 주성분임을 알 수 있다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 은 나노와이어(13)가 도핑된 표면을 EDX를 이용하여 성분 함량을 측정하고, 이를 아래의 [표 1]로 나타내었다. 7 (b), the
[표 1][Table 1]
즉, 산소, 실리콘 및 은의 무게비 함량이 17.75, 61.49 및 20.76 wt%로 각각 구성되어 있음을 알 수 있다.That is, the weight ratio of oxygen, silicon and silver is 17.75, 61.49 and 20.76 wt%, respectively.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서(1)에 있어서, 초기 그래핀 시트(a)와 은 나노와이어(13)로 도핑된 그래핀 시트(b)의 각각의 라만(Raman) 그래프이다. 8 is a graph showing the relationship between the initial graphene sheet (a) and the grains of the graphene sheet (b) doped with the silver nanowires (13) in the hydrogen peroxide gas detection sensor (1) ) Graph.
도 8에 도시된 바와 같이, 라만(Raman) 분광법은 G와 2D 대역 모두 전하 캐리어 농도에 의해 강하게 영향을 받기 때문에 도핑 특성화를 위해 광범위하게 사용되었다. 따라서, 그래핀 시트에서 sp2 탄소 무질서(disorder)를 특성화하여, 초기의 그래핀 시트와 은 나노와이어(13)가 도포된 그래핀 시트의 물리적 특성의 변화를 확인할 수 있다. As shown in FIG. 8, Raman spectroscopy has been extensively used for doping characterization because it is strongly influenced by the charge carrier concentration in both the G and 2D bands. Therefore, the sp 2 carbon disorder in the graphene sheet can be characterized to confirm the change in physical properties of the graphene sheet to which the initial graphene sheet and
도 9은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 센서(10)에 있어서, 은 나노와이어(13)로 도핑된 그래핀 시트(12)의 XRD 스펙트럼(a)과 이의 XPS 스펙트럼(b)이다. 9 is an XRD spectrum (a) and its XPS spectrum (b) of a
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 은 나노와이어(13)로 도핑된 그래핀 시트의 구조는 XPS 스펙트럼은 도 9(a)와 같이 368.3 eV 및 ∼374.4 eV에서 강한 피크가 형성되어, 그래핀 시트가 은으로 도핑 되었음을 나타내고 있다.As shown in FIG. 9, the structure of the graphene sheet doped with the
또한, 도 9(b)와 같이, XRD 특성화 패턴은 본 발명의 나노와이어의 결정질 조성을 나타내었다. 구체적으로, 면심 입방은 결정의 면을 나타내는 3 개의 회절 피크 (111), (200) 및 (220)이 관찰되었으며, 이들의 결정 구조를 명확하게 나타낸다. 한편, 초기의 그래핀은 2-D 물질이기 때문에 이러한 특성화 기술에서 어떠한 피크도 나타나지 않을 것으로 예상된다. 9 (b), the XRD characterization pattern showed the crystalline composition of the nanowire of the present invention. Specifically, three diffraction peaks (111), (200) and (220) representing the plane of the crystal were observed in the face-centered cubic, and their crystal structures are clearly shown. On the other hand, since the initial graphene is a 2-D material, it is expected that no peak will appear in this characterization technique.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치(100)에 있어서, 5ppm의 H2O2 가스에서 초기 그래핀 센서와 은 나노와이어(13)가 도핑된 센서(10)의 반응성을 나타낸 그래프이다. 이를 통해, 과산화수소 검출 센서(10)의 검출에 대한 반응 메커니즘을 확인할 수 있다. 10 is a graph showing the reactivity of an initial graphene sensor and a
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 5ppm H2O2에 은 나노와이어(13)를 도핑된 초기 그래핀 및 그래핀의 응답(Response)를 나타내었다. 은 나노와이어로 도핑된 그래핀의 응답은 H2O2에 대한 포화 시간이 ~200 초인 경우 15%로서, 초기 그래핀(pristine graphene)의 경우에 비해 포화 시간이 1000초인 경우에 비하여, 64% 정도로 응답성이 향상됨을 확인할 수 있었다. Specifically, as shown in Figure 10, to 5ppm H 2 O 2 showed a response (Response) the initial graphene and graphene-doped nanowires (13). The response of graphene doped with nanowires was 15% for a saturation time of ~ 200 seconds for H 2 O 2 and was 64% for a saturation time of 1000 seconds compared to pristine graphene. And the response was improved.
또한, 본 발명의 그래핀-은 나노와이어 센서는 253nm 자외선 하에서 빠른 복구 시간(recovery time)을 약 10초를 나타내었다. In addition, the graphene-silver nanowire sensor of the present invention exhibited a fast recovery time of about 10 seconds under 253 nm ultraviolet light.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치(100)에 있어서, 과산화수소 농도에 따른 반응성을 나타낸 그래프(a)와 이의 정량 그래프(b)이다.11 is a graph (a) showing the reactivity according to the hydrogen peroxide concentration and a quantitative graph (b) thereof in the hydrogen peroxide
구체적으로, H2O2 농도의 함수로서 센서의 응답은 도 11(a)에서 나타나는 것처럼 농도에 따라 응답 측정시간이 감소하였는데, 0.5 ppm의 경우 약 300초, 15ppm의 경우 약 1000초를 나타내었다. 이에 상응하는 정량 곡선 함수를 도 10(b)와 같이 대수적(r2, 식, LOD)으로 나타내었다. Specifically, as a function of H 2 O 2 concentration, the response time of the sensor was decreased according to the concentration as shown in FIG. 11 (a), which was about 300 seconds for 0.5 ppm and about 1000 seconds for 15 ppm . The corresponding quantitative curve function is represented by the logarithmic (r 2 , equation, LOD) as shown in FIG. 10 (b).
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 과산화수소 가스 검출 장치(100)에 있어서, 과산화수소 및 산소, 질소, 이산화탄소, 메탄가스 등 기타 가스의 반응성을 나타낸 그래프이다.12 is a graph showing the reactivity of hydrogen peroxide and other gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and methane gas in the hydrogen peroxide
구체적으로, 본 발명의 센서 선택도는 다양한 가스 (CH4, CO2, N2 및 O2)에 대해 테스트 되었으며, 대응 반응이, 도 12에 도시된 바와 같이, H2O2에서 탁월한 선택성을 나타내었다. Specifically, the sensor selectivity of the present invention was tested for various gases (CH 4 , CO 2 , N 2, and O 2 ), and the corresponding reaction had excellent selectivity at H 2 O 2 Respectively.
예를 들어, 1.85%, 1.3% 및 1.75%의 센서 응답이 각각 순수 O2, N2 및 CO2에서 관찰되었다. 즉, 본 발명의 과산화수소 검출 센서(10)의 H2O2 정량화 과정이 다른 가스나 기체에 방해하지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. For example, sensor responses of 1.85%, 1.3% and 1.75% were observed in pure O 2 , N 2 and CO 2 , respectively. That is, it was confirmed that the H 2 O 2 quantification process of the hydrogen
전술한 설명들을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 상기 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해하여야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and are not intended to limit the invention to the embodiments, and the scope of the present invention is not limited by the above- And all changes or modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims and the equivalents shall be construed as being included within the scope of the present invention.
본 발명은 과산화수소에 대한 감도와 선택성이 매우 높고, 검출한계가 0.5 ppm이하로 이며, 병원, 의료시설, 의약품 제조 및 관련 산업, 화학물질 취급 산업 현장 등에서 실용적으로 널리 활용될 수 있다. The present invention has a very high sensitivity and selectivity to hydrogen peroxide, has a detection limit of 0.5 ppm or less, and can be practically widely used in hospitals, medical facilities, pharmaceutical manufacturing and related industries, and chemical handling industrial sites.
또한, 본 발명은 과산화수소에 대한 반응시간이 매우 짧고, 상관계수 및 정량곡선이 우수하여 실시간 과산화수소 검출에 매우 적합하고 정량화가 가능하다. In addition, the present invention is very suitable for quantitative real-time hydrogen peroxide detection because the reaction time for hydrogen peroxide is very short and the correlation coefficient and quantitative curve are excellent.
10 과산화수소 검출 센서
11 기판
12 그래핀 시트
13 은 나노와이어
20 실리콘 기질
30 은 전극
40 전원부
100 과산화수소 검출 장치10 hydrogen peroxide detection sensor
11 substrate
12 graphen sheet
13 is a nanowire
20 silicon substrate
30 is an electrode
40 Power supply
100 hydrogen peroxide detection device
Claims (16)
상기 기판 상부에 그래핀 시트를 증착하는 단계; 및
상기 그래핀 시트의 상부에 은 나노와이어와 이소프로필 알코올을 혼합한 혼합액을 37.5g/L의 농도로 20㎕를 3회 도핑하는 단계를 포함하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법으로서,
상기 은 나노와이어와 상기 그래핀 시트의 무게 비율은 10 내지 30%이고,
상기 은 나노와이어의 평균직경은 45nm이고, 길이는 40㎛인 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법.
Preparing a substrate;
Depositing a graphene sheet on the substrate; And
Doping a mixed solution obtained by mixing silver nanowires and isopropyl alcohol onto the graphene sheet at a concentration of 37.5 g / L three times by 20 쨉 l, the method comprising:
Wherein the weight ratio of the silver nanowire and the graphene sheet is 10 to 30%
Wherein the silver nanowires have an average diameter of 45 nm and a length of 40 m.
상기 과산화수소는 기체상의 과산화수소인 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen peroxide is gaseous hydrogen peroxide.
상기 그래핀 시트는 단층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the graphene sheet comprises a single layer.
상기 그래핀 시트의 양단에 연결되는 전극; 및
상기 과산화수소 검출 센서를 구동하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 장치.
A hydrogen peroxide detection sensor manufactured by the method according to any one of claims 1 to 7;
An electrode connected to both ends of the graphene sheet; And
And a power supply unit for driving the hydrogen peroxide detection sensor.
상기 과산화수소 검출 장치는, 상기 과산화수소 검출 센서를 환원시키기 위한 에너지 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the hydrogen peroxide detection device further comprises an energy injection unit for reducing the hydrogen peroxide detection sensor.
상기 에너지 주입부는 자외선 또는 전류를 에너지원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the energy injecting unit uses ultraviolet rays or a current as an energy source.
상기 에너지 주입부는, 자외선 또는 전류를 10초 이내로 가하여 에너지를 주입하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the energy injecting unit injects energy by applying ultraviolet rays or an electric current within 10 seconds.
상기 그래핀 시트의 증착은 화학기상증착법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the deposition of the graphene sheet is performed by a chemical vapor deposition method.
상기 도핑은, 상기 그래핀 시트를 상기 은 나노와이어 혼합액에 침지하여,
상기 혼합액을 4분 동안 1150 rpm으로 스터링하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 검출 센서의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The doping is performed by immersing the graphene sheet in the silver nanowire mixture,
And the mixed solution is stuttered at 1150 rpm for 4 minutes.
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| KR101468646B1 (en) | 2013-01-08 | 2014-12-03 | 서강대학교산학협력단 | Sensors for detecting Hydrogen Peroxidase based on nano structures |
| KR101686890B1 (en) * | 2015-01-08 | 2016-12-16 | 가천대학교 산학협력단 | Ho sensor electrodeposited of ergo-np nanocomposite films coupled with horseradish peroxidase and method thereof |
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2017
- 2017-07-13 KR KR1020170088903A patent/KR101957460B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Non-covalent functionalization of CVD-grown graphene with Au nanoparticles for electrochemical sensing application", Indrajit Shown 외, Journal of Nanostructure in Chemistry, 6권, 281-288쪽(2016.08.04.) |
| "Prospects for graphene-nanoparticle-based hybrid sensors", Perry T.Yin 외, 15권, 12785-12799쪽(2013.08.21.) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190015644A (en) | 2019-02-14 |
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Legal Events
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