■ 기술의 개요

전기화학센서는 바이오센서, 화학센서, 가스센서 등 다양한 분야에 적용되고 있고 생활환경과 건강관련 지표를 모니터링하기 위한 유용한 센서로 개발되고 있으며 그 구성은 전기화학신호를 측정하기 위한 전극과 검출하고자 하는 대상물질이 반응했을 때 전기화학신호를 발생시키는 신호발생물질의 결합으로 이루어짐.

전기화학센서 개발에 필요적인 요소가 전기화학센서를 구성하는 전극이며 여러 형태의 전기화학센서 전극을 제작하는 방법이 있으나 최근에는 반도체 공정을 이용한 마이크로전극, 스크린프린팅을 이용한 전극이 새롭게 개발되고 있어서 전기화학센서의 응용 연구가 활발하게 진행되고 있음

KETI의 전기화학센서 스트립 기술은 반도체 공정이나 스크린 프린팅을 이용하지 않고 매우 간단하고 저렴하게 전기화학센서 스트립을 제조하는 기술로 전기화학센서 기반의 응용센서를 개발하는데 필요한 플랫폼이 될 수 있으며, 전기화학센서 분야의 핵심 소재 및 부품 기술에 해당함.

■ 기술의 현황

전기화학센서용 전극은 전극 재료를 wire 형태나 block 형태로 사용하거나 소형 소자형태로 제작하여 활용하는 추세인데 스크린 프린팅 방법을 이용하거나 반도체 공정을 이용하여 칩형태로 제작하여 활용하는 것이 일반적이지만 제작단가가 비싸고 품질이 좋지 못해 소모품 형태의 전기화학센서의 개발에 활용하는데 필요한 양질의 저가 센서 전극 스트립이 요구되는 상황임

KETI의 전기화학센서 전극은 수 mm 크기로 구현할 수 있는 스트립형 전극이며 Au-Au, Pt-Pt, C-C 등 다양한 전극용 금속 재료로 제작가능하고 스트립형태여서 일회용으로 사용가능한 수준의 저가격형 대량생산 가능한 방법의 전극 제조 기술임. 또한 반도체 증착공정으로 형성한 양질의 금속 박막을 이용하기 때문에 전극의 내구성과 신뢰성이 우수하여 양품의 전기화학센서 전극을 제작할 수 있음.

기술 구현수준 : Test

▲ 전기화학센서 전극 스트립.

▲ 전기화학센서 스트립 전극의 scan rate별 CV 특성 : PBS용액에서 5회 반복 측정 .

■ 기술의 장점 (경쟁기술과의 차별성)

○ 기존 스크린프린팅형 전기화학센서나 반도체공정을 이용한 전극 센서에 비해 제작 방법이 매우 간단하고 양산가능하면서도 양질의 전극 품질을 유지할 수 있는 전기화학센서 전극 스트립 기술이기 때문에 품질과 가격 경쟁력 면에서 월등한 전기화학센서 전극을 제작할 수 있음.

○ 또한 전기화학센서 전극 스트립은 동일 평면 면적대비 매우 큰 표면적을 갖는 전극 구조이기 때문에 전기화학센서 신호의 크기가 매우 커서(x100 이상) 다양한 응용분야에서 전기화학신호검출 방식의 센서 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대됨.

■ 활용범위 및 응용분야

○ 전기화학센서 전극 스트립과 그 제작기술이므로 다양한 응용분야에서 전기화학센서 부품이나 소자로 활용될 수 있음.

○ 바이오센서, 화학센서, 가스센서 등 전기화학신호 측정 방식의 센서 개발의 소재와 부품으로 활용될 수 있음.

■ 시장동향 및 전망

○ 전기화학센싱 방식의 센서는 혈당센서, 가스센서, 수질 환경센서 등 다양한 분야에서 활용되고 있으므로 매우 큰 시장을 형성하고 있는 분야이며, 연구용 개별 측정용 전기화학센서의 시장 규모만 국내 연 16억원, 세계 연 160억원 규모로 예측할 수 있음. 다양한 분야에서 연구용 소모품으로만 한정하더라도 큰 시장에 진입할 수 있을 것으로 기대

○ 전기화학센서 스트립에 응용 컨텐츠를 싣는 센서화 개발과정을 거쳐 상품화 될 경우 제품별로 큰 시장을 형성하는 특성의 시장임 (혈당센서-전기화학센서 스트립 기반의 글루코스 효소센서)

■ 지식재산권 현황 및 기술이전 내용

■ 이전기술 관련 연구과제