• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.16-22
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• 1995

메탄, 프로판가스를 검출하기 위하여 ${\gamma}-Al_{2}O_{3}$ 담체에, Pd 촉매를 섞어서 접촉연소식 센서 및 digital 계측기를 제작한 후 그 소자특성 및 계측기로서 응용가능성을 조사하였다. 본 연구에서 제조된 센서는 인가전압 2 V에 소모전력은 700mW가 나왔고, 출력전압변화는 1,000ppm의 프로판의 경우 약 700mV, 메탄의 경우 500mV 변화를 나타냈다. 계측기에서는 2,400ppm을 10회 반복적으로 주입시켜 측정하였다. 그 결과로, ${\pm}25ppm({\pm}1%)$의 오차를 보였고, 감도, 선형성, 재현성이 우수한 것을 볼 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.142-147
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• 2007

본 연구에서는 주형물질로 $C_{16}TMABr$을 이용하여 염기 조건하에서 메조세공을 갖는 산화주석을 졸-겔법으로 합성하였다. 메조세공 $SnO_2$의 합성 최적조건을 탐사하였으며, 얻어진 시료는 X선회절, 질소흡착 및 투과전자현미경 등으로 분석하여 특성을 조사하였다. 금전극과 백금히터 회로를 알루미나 기재상에 스크린 프린팅 법으로 코팅하고, 합성한 메조세공의 산화주석을 전극상에 접합시켜 하나의 유니트로 구성하였으며, 제작한 센서는 $350^{\circ}C$에서 1~10,000 ppm 농도범위의 메탄과 일산화탄소에 대하여 검지능력을 평가하였다. $SnO_2$ 상에 담지된 팔라듐량의 변화가 이들 측정가스의 검출에 미치는 영향도 검토하였다. 메조세공을 갖는 산화주석은 비다공성의 상용 산화주석에 비하여 동일한 측정 조건하에서 측정가스에 대해 보다 높은 감도를 나타낼 뿐 아니라 안정성이 있으면서도 빠른 응답속도를 보였다.

• 센서학회지
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• 제23권1호
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• pp.15-18
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• 2014

We present gas sensing performance based on $2{\times}2$ sensor array with four different elements ($TiO_2$, $SnO_2$, $WO_3$ and $In_2O_3$ thin films) fabricated by rf sputter. Each thin film was deposited onto the selected $SiO_2$/Si substrate with Pt interdigitated electrodes (IDEs) of $5{\mu}m$ spacing which were fabricated on a $SiO_2$/Si substrate using photolithography and dry etching. For 5 ppm $NO_2$ and 50 ppm CO, each thin film sensor has a different response to offers the distinguishable response pattern for different gas molecules. Compared with the conventional micro-fabrication technology, $2{\times}2$ sensor array with such remarkable response pattern will be open a new foundation for monolithic integration of high-performance chemoresistive sensors with simplicity in fabrication, low cost, high reliablity, and multifunctional smart sensors for environmental monitoring.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권10호
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• pp.1437-1443
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• 2018

In this work, $SnO_2$ modified with reduced graphene oxide (rGO) and carbon nanotubes (CNTs) separately and combined sensitized by using the co-precipitation method and their sensing behavior toward ethanol vapor at room temperature were investigated. An interdigitated electrode (IDE) gold substrate is very expensive compared to a fluorine doped tin oxide (FTO) substrate; hence, we used the latter to reduce the fabrication cost. The structure and the morphology of the studied materials were characterized by using differential thermal analyses (DTA) and thermogravimetric analysis (TGA), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller surface area and Barrett-Joyner-Halenda (BJH) pore size measurements. The studied composites were subjected to ethanol in its gas phase at concentrations from 10 to 200 ppm. The present composites showed high-performance sensitivity for many reasons: the incorporation of $SnO_2$ and CNTs which prevents the agglomeration of rGO sheets, the formation of a 3D mesopourus structure and an increase in the surface area. The decoration with rGO and CNTs led to more active sites, such as vacancies, which increased the adsorption of ethanol gas. In addition, the mesopore structure and the nano size of the $SnO_2$ particles allowed an efficient diffusion of gases to the active sites. Based on these results, the present composites should be considered as efficient and low-cost sensors for alcohol.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권2호
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• pp.21-26
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• 2015

낮은 열전도도 및 높은 비표면적 특성으로 흡착제 및 가스센서 등 여러 응용 분야로 연구되고 있는 규칙적 메조기공 세라믹 소재는 폐기공 메조기공 구조와 개기공 메조기공 구조로 나뉜다. 이중 폐기공 메조기공 세라믹 소재는 개기공 메조기공 세라믹 소재보다 높은 기계적 특성을 가짐에도 내부에 존재하는 기공을 이용한 비표면적 증가에 한계가 있어 응용에 제약을 가지고 있다. 본 연구팀은 규칙적 폐기공 메조기공 타이타니아($TiO_2$)의 열처리 시간 변화에 따른 입자성장으로부터 폐기공 연결의 도입을 통하여 비표면적을 변화시키는 연구를 수행하고자 하였다. 열처리 시간 증가시 타이타니아 결정상의 변화는 없었으며 입자성장이 일어나게 되면서 기공구조의 무너짐 및 기공의 연결성 증가를 확인할 수 있었다. 24시간 열처리 시료의 경우, 기공률은 36.3%에 34.1%로 감소하였으나 기공의 연결도 증가로 인해 비표면적은 $48m^2/g$에서 $156m^2/g$으로 증가하였다. 이러한 비표면적의 증가는 CO 가스의 감응도 측정을 통하여 감응도가 약 7.4배 증가하는 것으로부터 확인될 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-19
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• 2009

상대습도와 $CO_2$ 기체의 실시간 동시 감지가 가능한 표면탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 기반의 무선, 무전원 센서가 개발되었다. 본 소자는 $41^{\circ}YX\;LiNbO_3$ 기판 위에 만들어졌으며, 반사 지연선의 구조로 이루어져 있다. 본 논문의 반사 지연선은 양방향 감지가 가능한 Interdigital transducer(IDT)와 10개의 리플렉터(reflector)로 이루어져 있다. 감지 필름은 Teflon AF 2400과 친수성의 $SiO_2$층이 이용되었으며, 이는 각각 $CO_2$와 상대 습도의 감지를 담당한다. 소자의 제작에 앞서 최적의 소자 설계 조건들을 도출하기 위해 Couple of mode(COM) 모델링이 실시되었다. 시뮬레이션 결과를 반영하여 소자의 제작이 진행되었으며, 네트워크 분석기를 이용하여 무선 측정이 실시 되었다. 시간 영역에서 측정된 반사계수 $S_{11}$은 높은 신호 대 잡음 비, 작은 신호 감쇠, 적은 허위 피크를 보였다. 제작된 소자는 각각 $75{\sim}375ppm$의 $CO_2$ 범위와 $20{\sim}80%$의 상대 습도 범위에서 측정되었으며, 각각 $2^{\circ}/ppm$의 $CO_2$ 민감도, $7.45^{\circ}/%$의 상대습도에 대한 민감도를 보였고, 좋은 선형성과 반복성을 보였다. 또한 민감도 측정 과정에서 온도와 습도의 보상 과정을 거쳐 더욱 정확한 민감도를 갖도록 하였다.

• 센서학회지
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• 제29권3호
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• pp.156-161
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• 2020

In this study, hierarchical mesoporous CuO spheres, ZnO flowers, and heterojunction CuO/ZnO nanostructures were fabricated via a facile hydrothermal method. The as-prepared materials were characterized in detail using various analytical methods such as powder X-ray diffraction, micro Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The obtained results are consistent with each other. The H₂S-sensing characteristics of the sensors fabricated based on the CuO spheres, ZnO flowers, and CuO/ZnO heterojunction were investigated at different temperatures and gas concentrations. The sensor based on ZnO flowers showed a maximum response of ~141 at 225 ℃. The sensor based on CuO spheres exhibited a maximum response of 218 at 175 ℃, whereas the sensor based on the CuO/ZnO nano-heterostructure composite showed a maximum response of 344 at 150 ℃. The detection limit (DL) of the sensor based on the CuO/ZnO heterojunction was ~120 ppb at 150 ℃. The CuO/ZnO sensor showed the maximum response to H₂S compared with other interfering gases such as ethanol, methanol, and CO, indicating its high selectivity.

• 한국가스학회지
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• 제25권3호
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• pp.27-38
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• 2021

본 연구에서는 가스보일러 가동 중 배기통이 이탈하는 상황이 발생했을 때, 시스템적으로 인지하고 자동으로 보일러 가동을 중지하여 일산화탄소를 포함한 유해 배기가스가 실내로 유입되는 상황을 근원적으로 차단하는 방안을 제시하였다: (1) 연소에 필요한 공기량을 제어하기 위해 설치된 풍압센서(APS : Air Pressure Sensor)의 출력전압을 측정하여 배기통의 정상상태와 이탈상태를 감시하는 기능을 추가한다. (2) 배기통이 이탈하면 APS의 출력전압이 상시 운전범위에서 일시적으로 상승하게 된다. 보일러 제어부인 PCB가 이 상태를 배기통 이탈로 간주하여 보일러 가동을 멈추면서 배기통 이탈 상태를 실내온도 조절기에 표시하도록 한다. 또한 국토교통부령으로 정한 「건축물의 설비기준 등에 관한 규칙」에서 명시한 공동주택 및 다중이용시설의 환기시설 기준에 따라, 실내공기 교환횟수에 맞는 풍량을 적용하여 실내공기를 환기하는 실험을 실시하였다. 이 실험 결과 실제 일산화탄소가 실내에 누출된 최악의 상태에서, 중독사고 예방이 가능하다는 것을 확인하였다. 다만, 동 규칙에서 정의한 시간당 실내공기 교환횟수를 기존 0.7회에서 0.5회로 2013년부터 완화하여 운영하고 있는데, 실험결과 8시간 가중평균 노출기준인 TWA 30 ppm을 초과하는 농도가 측정되어 기준을 강화할 필요성이 있다. 본 연구 결과에 기초하여 가스보일러 배기압력의 기계적 인지를 통해 배기통 이탈을 감지하는 기술과 일산화탄소 경보기와 연동된 실내공기 환기시스템 기술을 도입한다면 일산화탄소 중독사고가 크게 감소될 것으로 판단된다. 제조 및 검사단계의 문제점을 보완하고, 올바른 설치 및 수리, 사용자의 배기통 이탈에 대한 관심이 더해졌을 때, 일산화탄소 중독으로 인한 인명사고를 예방하는데 효과적인 대책이 될 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1449-1463
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• 2020

최근 지구온난화에 따른 기후변화 문제의 심각성이 커지면서 국가 온실가스 배출량을 상쇄시킬 수 있는 산림의 탄소흡수에 대한 중요성이 높아지고 있으며, 기후변화협약에 따라 국가의 산림 탄소흡수량을 국지적인 수준에서 과학적이고 정밀하게 산출할 것이 요구되고 있다. 본 연구에서는 위성영상과 일기상 자료를 함께 활용함으로써 산림 광합성의 민감한 일변화를 반영하고, 안정된 산림으로서 대표성을 가지는 광릉숲(Gwangneung Forest) 극상림(climax forest)의 플럭스관측 자료를 참조하여 GPP(gross primary production) 재현 모델을 수립하고, 수종 및 임령에 따른 탄소흡수량 조견표를 적용하여, 우리나라의 국지지역에 최적화된 Tier 2.5 수준의 일일 탄소흡수능 격자자료를 산출하였다. 2013년 1월 1일부터 2015년 12월 31일까지 1,095일간의 실험에서, 일일 기준탄소흡수능(reference amount of CO2 absorption, RACA) 산출 모델은 상관계수 0.948의 높은 정확도를 나타냈으므로, 향후 Tier 3 수준의 일일 실제탄소흡수능(actual amount of CO2 absorption, AACA)을 정확히 산출하기 위해서는 장기간의 상세산림조사 자료와의 결합이 필요할 것이다.

• 분석과학
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• 제25권4호
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• pp.230-235
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• 2012

플라스틱 재료를 생활 필수품 등 많이 사용하는 재료이지만 화재가 발생할 경우에는 유해 가스가 발생하면서 많은 인명 사고가 발생한다. 이러한 화재 발생 할 때 나오는 가스 물질을 원격 모니터링이 가능한 open path FT-IR spectrometer로 측정함으로 해서 유해 가스의 농도를 실시간으로 처리하여 인명 피해를 최소화 할 수 있을 것이다. 원격 모니터링이 가능한 open path FT-IR spectrometer는 원거리 측정이 가능한 푸리에 변환을 사용한 spectrometer와 원거리용 적외선 광원으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 원격 모니터링 open path FT-IR spectrometer를 사용하여 CO, $NO_2$, HCl, HF에 대한 정량 분석을 실시하였으며, 정량 분석 방법으로는 다중 회귀 곡선(MLR, multiple linearity regression)을 사용하였으며, 정량 분석 결과 결정 계수($R^2$)가 0.95이상의 선형성이 확인되었다. 그리고 플라스틱 재료 중 Urethane과 PVC를 사용하여 연소시킨 후 원거리 원격으로 예측을 실시하여 원거리를 통해서 각 가스의 오염 물질에 대한 농도를 측정하였다.