Conducting polymer-coated multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were prepared by template polymerization in order to enhance their gas sensitivity. This investigation of the conducting polymer phases that formed on the surface of the MWCNTs is based on field-emission scanning electron microscopy images. The thermal stability of the conducting polymer-coated MWCNTs was significantly improved by the high thermal stability of MWCNTs. The synergistic effects of the conducting polymer-coated MWCNTs improve the gas-sensing properties. MWCNTs coated with polyaniline uniformly show outstanding improvement in gas sensitivity to $NH_3$ due to the synergistic combination of efficient adsorption of $NH_3$ gas and variation in the conduction of electrons.
본 논문에서는 2.4 GHz에서 동작하는 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자 화합물을 적용한 가스 센서를 제안하였다. 가스 센서에서 전도성 고분자 화합물(Conducting Polymer: CP)는 특정 가스를 검출하는 검출 물질로 사용되며, 특정 가스와 반응할 때 대개 물질의 일함수(work function)와 전도도(conductivity) 및 임피던스가 변하게 된다. 이러한 물성변화 특성의 근거로 마이크로파 대역에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자를 적용하여 가변 감쇄기 및 가변 위상 천이기 형태의 센서를 제작하였다. 본 연구에서 제안한 센서는 전도성 고분자 화합물의 높은 전도도를 이용하여 기존 전송선로의 일부를 전도성 고분자 물질로 대체하였다. 실험은 온도 $28^{\circ}$와 상대습도 85 % 환경에서 진행되었으며, 센서에 100 ppm 농도의 에탄올 가스를 노출시켰다. 그 결과, $S_{21}$의 진폭 특성이 최대 0.13 dB 변하였고, ${\angle}S_{21}=360^{\circ}$를 만족하는 주파수가 2.875 MHz 이동한 것을 확인하였다.
The polypyrrole and polyaniline thin film sensors which were made by chemical polymerization were employed to detect ethanol gas. With a single sensor element we can obtain characteristic patterns of behaviour across a very wide frequency range when measuring either resistance or capacitance. Impedance spectroscopy was employed to study the gas sensing behavior of both capacitance and resistance based sensors with conducting polymer as the active sensing element.
새로이 개발되어 식품과학 분야에 도입되기 시작한 conducting polymer로 구성된 32개의 센서를 장착한 전자코를 이용하여 감식초의 농축시 향기성분의 변화를 측정하고 그 데이터를 관능검사와 비교 분석하여, 감식초의 향기성분 분석에 전자코의 활용가능성 여부를 알아보았다. 관능검사와 유기산 분석결과는 감식초 농축액들간의 농축정도에 따른 향기성분 및 유기산 함량의 변화와 차이를 분명히 나타내고 있었으나, conducting polymer로 이루어진 32개의 센서 array가 장착된 전자코는 감식초의 농축 정도에 따른 향기 성분의 패턴 변화를 감지하지 못하고 모두 같은 패턴으로 나타내주고 있어서 conducting polymer 센서가 장착된 전자코는 감식초의 향기성분 분석에는 적합하지 않은 것으로 판단된다.
전도성 고분자인 poupyrrole과 polyaniline을 이용하여 센서를 제조하고 휘발성 유기화합물에 대한감응특성 및 감지막의 물성을 조사하여 지금까지 알려지지 않은 감응 기구를 설명하고자 하였다. Polypyrrole과 polyaniline은 두께가 얇은 경우가 두꺼운 경우보다 감도가 높았으며, 1분간 도펀트를 제거한 센서가 가장 높은 감도를 나타내었다. 또한 두 가지 센서 모두 극성이 강한 분자가 흡착될수록 감도가 증가하였는데, 이는 극성을 갖는 분자가 감지막 내부로 침투하여 polaron 및 자유 carrier를 고착시키거나 추가의 자유 carrier를 형성하여 전도도에 변화를 주기 때문인 것으로 판단된다.
Ali, Mohammad-Khah;Ansari, Reza;Delavar, Ali Fallah;Mosayebzadeh, Zahra
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권4호
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pp.1247-1252
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2012
In this paper, a potentiometric sensor based on polyaniline conducting polymer for potentiometric determination of Cr (VI) ions is reported. Polyaniline was synthesized electrochemically (cyclic voltammetry method) onto a micro pencil graphite electrode (0.7 mm diameter) in the presence of HCl and diphenylcarbazide (termed as (PGE/PAni/DPC). Some initial experiments were performed in order to find out the optimized conditions for preparation of the introduced Cr (VI) sensor electrode. The plot of E vs. log [Cr (VI)], showed a linear response in the range from $1.0{\times}10^{-6}$ to $1.0{\times}10^{-1}$ M. High repeatability with the detection limit of $8.0{\times}10^{-7}$ M was obtained.
A simple process of fabricating micropillar structure and its influence upon enhancing electrochemical biosensor response were studied in this work. Conducting polymer PEDOT was used as a base material in formulating a composite with PVA. Micro porous PC membrane filter was used as a template for the micropillar of the composite on ITO electrode. This structure could provide plenty of encapsulating space for enzyme species. After dosing enzyme solution into this space, Nafion film tent was cast over the pillar structure to complete the micropillar cavity structure. In this way, the encapsulation of enzyme could be accomplished without any chemical modification. The amount of enzyme species was easily controllable by varying the concentration of the dosing solution. The more amount of enzyme is stored in the sensor, the higher the electrochemical response is produced. One more reason for the sensitivity improvement comes from the large surface area of the micropillar structure. Application of 0.7 V produced the best current response under the condition of pH 7.4. This biosensor showed linear response to the glucose in 0.1~1 mM range with the average sensitivity of $14.06{\mu}A/mMcm^2$. Detection limit was 0.01 mM based on S/N = 3.
Platinum is a well known element which shows a significant electrocatalytic activity in many important applications. In glucose sensor, because of the poisoning effect of reaction intermediates and the low surface area, the electrocatalytic activity towards the glucose oxidation is low which cause the low sensitivity. So, we fabricate a nanoporous PtZn alloy electrode by deposition-dissolution method. It provides a high active surface and a large enzyme encapsulating space per unit area when it used for an enzymatic glucose sensor. Glucose oxidase was immobilized on the electrode surface by capping with PEDOT composite and PPDA. The composite and PPDA also can exclude the interference ion such as ascorbic acid and uric acid to improve the selectivity. The surface area was determined by cyclic voltametry method and the surface structure and the element were analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively. The sensitivity is $13.5{\mu}A/mM\;cm^2$. It is a remarkable value with such simply prepared senor has high selectivity.
The electrical property of ultra thin PVA films(several hundreds .angs.-several .mu.m in thickness) formed by sphere bulb blowing technique, has been studied. The electrical conductivity of relatively thick films(>several thousands .angs.) has been very high and enhanced by the exposure either to high humidity of air or $NH_3$, which can be explained in terms of the role of ionic transport. The use of PVA films as NH$_{3}$ sensor is also proposed. In ultra thin PVA films less than 1500.angs., two conducting states ; high conducting and low conducting states, are observed. The nonlinear current-voltage characteristics in the low conducting state and the switching between these two states are also confirmed. These properties are discussed in terms of electronic conduction processes. The breakdown strength of the ultra thin PVA film is found to be very high(-30MV/cm), supporting the electron avalanche process in a thick polymer films.
전도성 고분자 센서 (Conducting polymer sensors)는 상온에서 휘발성 유기 화합물 가스 (Volitile organic compounds gases)에 대해 감도를 가지고 있다. 화학 중합으로 제조된 전도성고분자인 polypyrrole과 polyaniline로 이루어진 8개의 센서 어레이를 이용하여 VOCs 가스에 대한 감응 특성을 살펴보았다. 화학 중합으로 합성된 각 센서들은 증류된 pyrrole, aniline과 dopant로 dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA)와 산화제로 ammonium persulfate (APS) 그리고 증류수를 이용하여 제조되었으며, 각 센서들의 특성 부여를 위해 redoping과 dedoping은 전기화합법을 이용하여 제조하였다. Dedoping 법은 전압을 반대로 걸어주어 처음 첨가된 dopant를 전해질 속으로 빼냈으며, redoping법은 1-octanesulfonic acid sodium salt를 화합중합으로 형성된 막에 다시 첨가 시켰다. 감도와 가역성은 doping, dedoping, redoping 그리고 두께에 따라 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 이들 전도성 고분자의 구조와 감도와의 관계를 scanning electron microscope (SEM), scanning probe microscope (SPM) 그리고 $\alpha$-step을 사용하여 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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