• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.737-741
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• 2019

본 연구에서는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 저렴하고 유연한 칼륨 이온(K⁺) 센서를 제작하였다. 전도성 잉크의 균일한 코팅은 주사 전자 현미경 및 광학 현미경 측정에 의해 입증되었다. K⁺ 센서는 높은 감도, 빠른 응답 시간, 낮은 검출 한계를 보여주었다. 제조된 K⁺ 센서의 감도는 기계적으로 구부러진 상태에도 여전히 유지되었다. 히스테리시스 효과가 없는 우수한 반복성과 우수한 장기 안정성이 K⁺ 센서의 전기화학적 특성 분석에서 관찰되었다. 또한, K⁺ 센서는 다른 간섭 양이온이 존재하는 경우에도 정확하게 K⁺ 농도를 측정 할 수 있어 우수한 선택성을 증명하였다. 또한, 실제 스포츠 음료 샘플에서 K⁺ 농도의 성공적인 측정은 K⁺ 센서의 K⁺ 농도 값과 상용 K⁺ 미터를 비교하여 증명되었다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.9-14
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• 2023

본 논문에서는 용액의 이온 농도 측정이 가능한 나피온 폴리머(Nafion polymer) 코팅 기반 2상 금 전극의 임피던스(Impedance) 센서를 개발하였다. 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해서 제작된 금 전극의 표면을 나피온 폴리머를 사용하여 표면 개질 하였다. 상기 제작된 전극은 분극 현상 제어가 가능하여 전기화학적 신호를 안정적으로 측정할 수 있도록 하였다. 분광학과 전자주사현미경 관찰을 통하여 박막의 나피온 폴리머 코팅을 확인하였다. 나피온 코팅이 된 전극은 기존 금 전극에 비해 안정적인 임피던스 신호를 보여 주었으며, 표준 염화나트륨(NaCl) 용액 사용 시 임피던스 센서의 신뢰성 높은 검정 곡선(R² = 0.983)을 나타내었다. 또한, 임피던스 센서는 상용화 전도도 장치와 인공 눈물의 이온 농도 측정 비교 실험을 진행하였으며, 유사한 결과값을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권1호
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• pp.65-71
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• 2009

To address the need for new intelligent sensing, this paper introduces nano sensors made of carbon nanotube (CNT) composites and presents their preliminary experiments. Having smart material properties such as piezoresistivity, chemical and bio selectivity, the nano composite can be used as smart electrodes of the nano sensors. The nano composite sensor can detect structural deterioration, chemical contamination and bio signal by means of its impedance measurement (resistance and capacitance). For a structural application, the change of impedance shows specific patterns depending on the structural deterioration and this characteristic is available for an in-situ multi-functional sensor, which can simultaneously detect multi symptoms of the structure. This study is anticipated to develop a new nano sensor detecting multiple symptoms in structural, chemical and bio applications with simple electric circuits.

• 한국가스학회지
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• 제20권2호
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• pp.66-71
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• 2016

현재 산업단지에는 수많은 센서로부터 얻는 정보를 이용해 누출 발생지역을 감지 감시하고 있다. 그러나 화학물질 누출사고는 꾸준히 발생하고 있으며, 때에 따라 다량의 화학물질이 누출되는 경우에는 큰 피해가 발생하고 있다. 이때 중요하게 작용하는 센서 배치가 현재까지는 과거의 경험을 통하여 그 결정이 이루어지거나, 또는 센서제작 업체에서 제시하는 가이드를 통하여 설치되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화학물질 누출이 일어났을 때 빠른 감지 및 대응을 위해 가장 중요한 요소인 센서 배치 최적화 방법론을 제시하였다. 특히 공정구조에 따른 누출흐름이 미반영된 상태에서 초기 배치 최적화를 위해 센서 개수 최소화 측면과 화학물질감지확률 측면으로 나누어 일반적으로 사용할 수 있는 수식을 제시하였다. 제시된 방법은 간단한 누출 시나리오를 이용하여 검증을 진행하였고, 이를 통해 각 공정의 안전성 목표치를 성취함으로써 안전한 공정 운영이 가능하도록 하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.104-111
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• 2016

최근 화학물질을 사용하는 시설이 증가하면서 동시에 시설의 노후화, 기계적 결함, 인적오류 등으로 화학물질 누출사고 피해가 많아지고 있다. 특히, 산업단지는 군집 특성으로 인해 화학물질 누출사고 발생 시 인근 사업장으로 확산되어 큰 피해로 이어질 가능성이 크다. 이에 따라 화학물질을 취급하는 공정의 누출조건, 환경조건을 반영한 다양한 누출 시나리오를 토대로 빠른 감지와 대응을 위해 경계면의 센서배치 방안을 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 염소가스가 누출되는 경우에 대해 COMSOL를 사용하여 주요 매개변수의 적용으로 실질적인 사고 시나리오를 해석하였다. 그리고 사고 시나리오를 바탕으로, 센서의 감지 확률과 감지시간 등 각 항목마다 중요도를 부여하여 최적 위치가 산출되도록 목적함수를 선정하였다. 또한 예상치 못한 지역의 누출사고에 대해 최적화된 센서배치의 강건성 분석을 통해 본 방안의 타당성을 높였다. 결과적으로, 기존 방식보다 효과적으로 경계면의 센서배치 최적화 방법의 적용 가능성을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 이동식 센서의 배치방법과 농도 데이터를 기반으로, 누출원의 역추적에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.184-188
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• 2008

본 연구는 산도 변화에 따라 색이 빠르게 변하는 특성을 가지고는 있는 반응성 염료(1,3-bisdicyanovinylindane)를 이용하여 신속하고 정확한 산성가스 검출을 위한 화학적 센서 제작을 위한 방법을 제안하였다. 반응성 염료(1,3-bisdicyanovinylindane)는 산성 상태에서 염료와 양성자의 해리되어 흡광도의 변화를 이용하면 손쉽게 미세화학센서를 제작 할 수 있었다. 또한, 반응성 염료는 수용액 상태에서 매우 안정적인 음전하를 지니고 있어 양전하를 지니는 고분자 전해질과 쉽게 layer-by-layer(LBL) 방법을 이용하여 다층 박막 구조를 쉽게 구현할 수 있었다. 먼저, 마이크로스탬프 위에 비반응성 염료와 양전하 고분자 전해질을 적층하여 다층박막을 형성한 후 센서기판에 프린팅한다. 이후 지시염료와 양전하 고분자 전해질을 다시 적층하여 최종 가스센서를 구현한다. 고안된 가스 센서는 산성가스와 반응을 통해 사용자에게 주의를 유도하는 해골 모양을 표현하여 실제 응용성을 보여주었다. 제시된 산성가스 감지센서는 첫째로 제작 과정이 매우 단순하며 저비용이고 둘째로 완성된 감지센서는 환원 과정을 통해 여러번 재사용될 수 있으며 마지막으로 센서 제작 공정이 매우 단순하며 수용액을 기반으로 하는 환경친화적 방법이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권1호
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• pp.319-321
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• 2012

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권1호
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• pp.23-26
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• 2003

Titanium acetylacetonate was used in the construction of a PVC-based membrane electrode. This sensor shows very good selectivity for iodide ion over a wide variety of common inorganic and organic anions. It exhibits Nernstian behavior with a slope of 59.1 mV per decade. The working concentration ranges of the sensor are with a detection limit of $3.0\;{\times}\;10^{-6}\;M$. The response time of the sensor is very fast (<8 s), and can be used for at least twelve weeks in the pH range of 4.0-9.2. The best performance was obtained with a membrane composition of 30% PVC, 65% dibutylphthalate, 3% titanium acetylacetonate and 2% hexadecyltrimethylammonium bromide. The proposed sensor was successfully applied as an indicator electrode for titration of iodide with silver ion.

• 센서학회지
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• 제24권4호
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• pp.258-263
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• 2015

In order to prevent drink-driving by detecting concentration of alcohol from driver's exhale breath, twenty chemical sensors fabricated. The one of purposes for sensor array which consists of those sensors is to discriminate between target gas(alcohol) and interference gases($CH_3CH_2OH$, CO, NOx, Toluene, and Xylene). Wilks's lambda was presented to achieve above purpose and optimal sensors were selected using the method. In this paper, step-wise sensor elimination based on Euclidean distance was investigated for selecting optimal sensors and compared with a result of Wilks's lambda method. The selectivity and sensitivity of sensor array were used for comparing performance of sensor array as a result of two methods. The data acquired from selected sensor were analyzed by pattern analysis methods, principal component analysis and Sammon's mapping to analyze cluster tendency in the low space (2D). The sensor array by stepwise sensor elimination method had a better sensitivity and selectivity compared to a result of Wilks's lambda method.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권9호
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• pp.1455-1456
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• 2007