김남영교수 (전자공학과) 연구팀,

Sponge-Like 나노다공성 PVDF/LiCl 복합 기반 고감도 습도 센서 개발 성공

- JCR 1.48% Q1, IF: 10.383 과학전문지 ACS applied materials & interfaces게재 -

- Sponge-Like Nanoporous PVDF/LiCl 복합 기반 고감도 습도 센서 개발 성공 -

본교 김남영 교수(전자공학과) 연구팀은  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>

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.

[사진설명: 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.

(https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c20499)