UV 레이저 유도 그래핀 기반의 센서 응용 연구 [1]

• 발행기관: 한국레이저가공학회
• 저자명: 홍성무 신보성
• 간행물 정보: 『Laser Solutions(구 한국레이저가공학회지)』2024 OCTOBER Vol.27, No.10, 4~9쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 기계공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.10.31

국문 초록

일반적으로, 레이저 유도 그래핀(LIG)은 폴리머 필름을 레이저로 탄화되어 제작된다. 이러한 대면적 레이저 스캔의 경우 여러 처리 변수가 포함된다. 각 처리 변수를 변경하여 다양한 특성을 가진 LIG를 생성할 수 있다. 따라서 전체 레이저 처리 매개변수 범위에 따라 LIG 표면 구조의 특성을 조사하는 것이 필요하다. 그러나 지금까지는 LIG의 표면 형태학적 특성에 초점을 맞춘 연구가 많지 않았다. 본 연구에서는 다양한 레이저 처리 매개변수로 생성된 Polyimide(PI) 필름의 LIG 표면 형태학적 특성을 조사하였고, 이를 습도 및 이온 선택적 센서에 적용했다. PI 필름을 대각선 경사면에 부착했을 때, 가공 표면의 z축 방향 거리의 변화로 인해 빔 스팟 직경이 초점 지점에서 점진적으로 변화하였고, 이를 통해 연속적인 에너지 변화가 유도되었으며, 육안으로 구별할 수 있는 다양한 색상과 모양의 LIG가 생성되었다. 이 방법으로 생성된 LIG는 두 가지 유형으로 분류되며, 특정 표면 형태에 따라 물 흡수율, 접촉 각, 표면 저항, X-선 광전자 분광법 및 라만 분광법을 분석했다. 측정된 값들은 각 표면 형태의 센서 적용에 대한 적합성을 나타냈다. 우리는 습도 센서와 이온 선택적 전극을 제작 및 테스트하여, 폴리머로 코팅된 구조체가 습도 변화에 민감하고 개방된 다공성 표면을 가진 구조체가 가스 순환에 적합하며, 높은 비표면적으로 인해 활성 사이트가 많이 분포된 구조체가 이온 교환 반응에 적합하다는 것을 발견했다. 표면 형태에 따른 센서 적용은 성능 및 생산공정을 최적화하는 데 도움이 된다. 따라서 우리는 LIG 제작 및 센서 적용을 위한 형태학 기반의 방법을 제안한다.

목차

서론

본론