DOI QR코드

DOI QR Code

All-Solid-State Ion-Selective Electrodes With Organic Solvents Soluble Conducting Polymer for Chemical Sensor

화학센서를 위한 유기 용해성이 좋은 도전성 고분자가 포함된 전체 고체상태 이온 선택성 전극에 대한 연구

  • Kim, Joong-Il (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Park, Jong-Ho (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Jang, Won (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Heo, Min (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Na, Young-Ho (Department of Electrical and biological physics, Kwangwoon University) ;
  • Shin, Jae-Ho (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Kim, Do-Young (Department of Electrical and biological physics, Kwangwoon University) ;
  • Um, Hwan-Sub (Department of Electrical and biological physics, Kwangwoon University) ;
  • Lee, Sang-Woo (Department of Chemistry, Kwangwoon University) ;
  • Kim, In-Tae (Department of Chemistry, Kwangwoon University)
  • 김중일 (광운대학교 화학과) ;
  • 박정호 (광운대학교 화학과) ;
  • 장원 (광운대학교 화학과) ;
  • 허민 (광운대학교 화학과) ;
  • 나영호 (광운대학교 전자바이오물리학과) ;
  • 신재호 (광운대학교 화학과) ;
  • 김도영 (광운대학교 전자바이오물리학과) ;
  • 엄환섭 (광운대학교 전자바이오물리학과) ;
  • 이상우 (광운대학교 화학과) ;
  • 김인태 (광운대학교 화학과)
  • Published : 2013.06.30

Abstract

New conducting polymers containing heterocyclic ring with carbazole, EDOT and benzobisthiazole were synthesized and characterized by organic spectroscopic methods. Potentiometric ion-selective membrane electrodes (ISMEs) have been extensively used for ion analysis in clinical, environmental, and industeial fields owing to its wide response range (4 to 7 orders of magnitude), no effect of sample turbidity, fast response time, and ease of miniaturization. Considerable attention has been given to alternative use of room temperature vulcanizing (RTV)-type silicone rubber(SR) owing to its strong adhesion and high thermal durability. Unfortunately, the high membrane resistance of SR-based (ISMs)(2 to 3 higher orders of magnitude compared to those of poly(vinyl chloride)(PVC)-based ones) has significantly restricted its application. Herein we demonstrate a new method to reduce membrane resistance via addition of new conducting polymer into the SR-based ISMs.

Carbazole, EDOT 와 benzobisthiazole이 포함되어진 새로운 전도성 고분자의 합성 및 특징을 유기 분광학적인 방법으로 규명하였다. 포텐티오메트릭 이온 선택성 막 전극들은 넒은 감응범위($10^4{\sim}10^7$)와, 시료의 혼탁도에 영향을 주지 않으며, 빠른 감응 시간과 소형화가 쉬운 이유로 병원, 환경과 산업 현장에서 널리 이용되고 있다. 이 전극의 막에는 강한 흡착과 열적인 안정성에서 뛰어난 상온에서 경화시킨 (RTV)-타입 실리콘 고무가 사용되었다. 불행하게도, 이 실리콘 고무 기반의 전극의 높은 막 저항(PVC 기반의 것과 비교하여 $10^2{\sim}10^3$배 더 높은 수치)이 응용에 제한이 되어 왔다. 여기에서 우리는 실리콘 고무 막에 전도성 고분자를 첨가 하여 막 저항이 줄어든 새로운 고체 전극을 구현하였다.

Keywords

References

  1. E. Bakker, D. Diamond, A. Lewenstam, E. Pretsch, Anal Chim. Acta.,11 393 (1999).
  2. T. P. Henning, D. D. Cunningham, in: G. Ramsay (Ed.), Commercial Biosensors, Wiley, NY, Chapter 2 (1998).
  3. H. Nam, G. S. Cha, in: V.C. Yang, T.T. Ngo (Eds.), Biosensors and Their Applications, Kluwer Academic/ Plenum Publishers, NY, Chapter 18 (2000).
  4. H. J. Yoon, J. H. Shin, S. D. Lee, H. Nam, G. S. Cha, T. D. Strong, R. B. Brown, Sensors and Actuators, B64 8 (2000). https://doi.org/10.1016/S0925-4005(99)00476-1
  5. S. Walsh, D. Diamond, J. McLaughlin, E. McAdams, D. Woolfson, D. Jones, M. Bonner, Electroanalysis 9 1318 (1997). https://doi.org/10.1002/elan.1140091704
  6. O. Lutze, R. K. Meruva, A. Frielich, N. Ramamurthy, R. B. Brown, R. Hower, M. E. Meyerhoff, Fresenius J.Anal. Chem., 364, 364 (1999).
  7. J. Bobacka, Anal. Chem., 71, 4932 (1999). https://doi.org/10.1021/ac990497z
  8. J. S. Lee, S. D. Lee, G. Cui, H. J. Lee, J. H. Shin, G. S. Cha, and H. Nam, Electroanalysis 11, 260 (1999). https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4109(199904)11:4<260::AID-ELAN260>3.0.CO;2-#
  9. .Y. Umezawa, P. Buhlmann, K. Umezawa, K. Tohda, and S. Amemiya, Pure Appl. Chem. 72, 1851 (2000). https://doi.org/10.1351/pac200072101851
  10. R. P. Buck, E. Lindner, Pure Appl. Chem., 66, 2527 (1994). https://doi.org/10.1351/pac199466122527
  11. M. E. Poplawski, R. B. Brown, K. L. Rho, S. Y. Yun, H. J. Lee, G. S. Cha, and K. J. Paeng, Anal. Chim. Acta, 355, 249 (1997). https://doi.org/10.1016/S0003-2670(97)00482-0