폭발 위험이 큰 수소를 짧은 시간 내에 검침할 수 있는 나노 간격 수소센서를 국내 연구진이 개발했다.

연세대학교는 신소재공학과 이우영 교수 연구팀(제1저자 이준민 석사과정)이 세계최초로 초 고성능 나노 갭 수소 센서를 개발했다고 지난달 23일 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 연성기판(10㎛ 두께의 얇은 절연필름 위에 동박을 붙인 회로기판)에 인장력을 부과하는 방법으로 물리적인 스트레인을 인가함으로써 연성기판위에 증착된 금속 Pd(팔라듐) 박막층에 나노 간격을 갖는 박막 제작이 가능하다는 장점을 지니고 있다.

이 기술은 세계 최초로 개발한 이우영 교수 연구팀에 의해 ‘highly-mobile thin film on elastomer(MOTIFE)'라고 명명됐다.

기존의 수소센서는 고비용, 복잡한 공정, 낮은 민감도의 단점을 가지고 있었다. 반면 MOTIFE를 이용한 Pd 기반의 나노 갭 수소센서는 수소노출에 따른 부피팽창으로 인한 ON-OFF 방식으로 작동되며, 매우 높은 민감도 및 빠른 반응 속도가 장점이다.

또 기존의 고비용 나노 갭 형성 기법 대비 저비용으로 대면적의 나노 갭을 형성할 수 있다는 점에서 기술적으로나 산업적으로 활용성이 매우 클 전망이다.

연세대 이우영 교수는 “이번 연구는 대면적에 손쉽고, 저비용으로 높은 성능의 나노 갭 수소 센서를 만들 수 있음을 확인했다”고 말했다. 또한, “특히 이번 연구 성과를 수소센서 분야뿐만 아니라 패터닝, 생화학 센서 등의 다양한 물리/화학적 분야로의 응용이 기대 된다.”고 연구의 의의를 밝혔다.

이 교수팀의 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 융합 그린에너지 원천기술 개발 대학중점연구소 사업과 서울시 클러스터의 지원을 받아 수행됐고, 연구결과는 최근 세계적인 응용 화학지인 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’(SCI 인용지수: 11.829)에 VIPs (Very Important Papers, less than 5%) 및 표지 논문으로 선정 발표 됐다.