| 전민용 교수, ‘Sensors and Actuators B: Chemical’ 논문 게재 | |||||
| 작성자 | 물리학과 | ||||
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| 조회수 | 93 | 등록일 | 2025.08.22 | ||
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가연성 휘발성 유기 화합물 증기 실시간 감지 가능한 새로운 광섬유 센서 개발 광감응 기반 고농도 가스 센싱을 위한 새로운 접근
자연과학대학 물리학과 전민용 교수 연구팀이 고농도의 가연성 휘발성 유기 화합물(VOC) 증기를 실시간으로 감지할 수 있는 새로운 광섬유 센서를 개발했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘Sensors and Actuators B: Chemical’(IF:7.7, 상위 2.53%)에 8월 13일 온라인 게재되며 연구의 우수성을 인정받았다. 이번 연구는 중점연구소 참여교수인 충남대 김종현, 김문덕 교수와의 공동연구로 진행됐으며, 물리학과 안소연 박사과정이 제1저자로, 전민용 교수가 교신저자로 참여했다. 기존 전기화학적 또는 금속 산화물 기반 센서는 온·습도 등의 환경 간섭에 취약하고 높은 작동 온도와 같은 여러 가지 한계를 지니고 있었지만, 전민용 교수팀은 이러한 제약을 극복할 수 있는 혁신적인 광센서 접근법을 제시했다. 연구팀의 센서는 자기조립된 나선 구조의 콜레스테릭 액정이 가지는 광결정적 특성을 기반으로 하며, 특정 파장의 빛만 반사하는 포토닉 밴드갭(Photonic Band Gap, PBG)을 통해 센서 동작을 구현한다. 연구팀은 가연성 가스 분자가 다공성 구조를 통해 액정 내부로 확산되면서 발생하는 부피와 굴절률 변화를 감지하고, 투과하는 빛의 반사파장 이동을 통해 센서를 구현했다. 그 결과, 반사 파장 이동을 통해 유기화합물의 농도를 정량화할 수 있었으며, 비접촉식 및 전기적 간섭이 없는 광학적 방식 덕분에 산업 및 환경 센서에 특히 적합하다. 전민용 교수는 “이번 기술은 현재 실험실 수준에서 고감도, 고선택성의 가능성이 입증됐다”며, “향후 온도 제어 패키징, 편광 안정화 기술과 함께 응용되면 웨어러블 환경 센서, 산업용 실시간 가스 누출 감지, 휴대용 환경 모니터링 장비 등 다양한 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 교육부 산하 한국연구재단(NRF), 한국산업기술기획평가원(KEIT) 및 한국산업기술진흥원(KIAT)의 지원을 받아 수행됐다. □ 논문 제목: Porous Cholesteric Liquid Crystal Film-Integrated Optical Fiber Sensor for Real-Time Detection of High-Concentration Volatile Organic Compounds □ 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138509 |
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충남대학교 자연과학대학 물리학과
DEPARTMENT OF PHYSICS
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