• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.147-153
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• 2008

Improvement of the selectivity of nonenzymatic glucose based on mesoporous platinum ($H_1$-ePt) by using A.C. impedance is reported. The idea of the present work is based on the novel effect of the mesoporous electrode that the apparent exchange current due to glucose oxidation remarkably grows although the reaction kinetics on the surface is still sluggish. It is expected that the enlarged apparent exchange current on the mesoporous electrode can raise the sensitivity of admittance in A.C. impedance to glucose concentration. At a low frequency, A.C. impedance could become more powerful. The admittance at 0.01 Hz is even more sensitive to glucose than to ascorbic acid while amperometry exhibits the inverse order of sensitivity. This is the unique behavior that is neither observed by A.C. impedance on flat platinum electrode nor obtained by amperometry. The study shows how the combination of A.C. impedance and nano-structured surface can be applied to the detection of sluggish reaction such as electrochemical oxidation of glucose.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.606-610
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• 2019

본 연구에서 우리는 보론 도핑된 다이아몬드 나노물질을 이용하여 유연성 탄소 섬유 기반의 전극(CF-BDD 전극)을 개발하고, 이를 비효소적 글루코스 센서에 적용하여 전기화학적 특성을 확인하였다. 이 전극은 탄소 섬유 표면에 정전하 자기조립법을 이용하여 BDD 층을 증착하여 제작하였다. 이 전극 물질의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법(CA)와 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS)으로 실행하였다. 제작된 CF-BDD 전극은 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 effective direct electron transfer와 large effective surface area, high catalytic activity의 우수한 특성들을 보였다. 결과적으로, CF 센서와 비교에서 CF-BDD 센서는 더 넓은 선형 농도 범위(3.75~50 mM)와 더 빠른 감응 시간(3초 이내), 더 높은 감도(388.8 nA/mM) 등의 향상된 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 전극 물질은 다양한 전기화학 센서 뿐 아니라, 웨어러블 센서 소재로도 활용 가능할 것으로 기대된다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제7권3호
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• pp.161-165
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• 2007

In this paper, mesoporous Pt on micro pillars Pt electrode is newly designed, fabricated, and characterized on silicon substrate for non-enzymatic electrochemical sensor micro-chip integrated with CMOS readout circuitry. The fabricated micro/nano Pt electrode has cylindrical hexangular arrayed nano Pt pores with a diameter of 3.2 nm which is formed on top of the micro pillars Pt electrode with approximately $6{\mu}m$ in diameter, $6{\mu}m$ in space, and $50{\mu}m$ in height. The measured current responses of the fabricated plane Pt, mesoporous Pt, and mesoporous Pt on the micro pillar Pt electrodes are approximately $9.9nA/mm^2,\;6.72{\mu}A/mm^2,\;and\;7.67{\mu}A/mm^2$ in 10mM glucose solution with 0.1M phosphate buffered saline (PBS) solution, respectively. In addition, the measured current responses of the fabricated plane Pt, mesoporous Pt, and mesoporous Pt on the micro pillar Pt electrodes are approximately $0.15{\mu}A/mm^2,\;0.56{\mu}A/mm^2,\;and\;0.74{\mu}A/mm^2$ in 0.1mM ascorbic acid (AA) solution with 0.1M phosphate buffered saline (PBS) solution, respectively. This experimental results show that the proposed micro/nano Pt electrode is highly sensitive and promising for CMOS integrated non-enzymatic electrochemical sensor applications. Since the micro-pillar Pt electrode can also be utilized with a micro-fluidic mixer in the sensor chip, the sensor chip can be much smaller, cheaper, and easier to be fabricated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.1-6
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• 2022

최근 웨어러블 디바이스에 대한 수요가 증가하면서 유연 전극 소재 개발에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 특히, 헬스케어용 웨어러블 센서들은 체온이나 심장 박동, 혈당, 혈중 산소 농도 등 신체 정보들의 실시간·지속적인 모니터링과 정확한 진단, 검출이 가능해야 하기 때문에 고성능 유연 전극 소재의 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 섬유(carbon nanotube fiber; CNT fiber) 기반의 유연 전극 소재의 성능을 개선시키기 위해 CNT fiber 위에 전기화학적 중합(electrochemical polymerization) 공정을 통해 polyaniline (PANI) layer를 합성하고, 이에 대한 전기화학적 특성 분석과 비효소적 글루코스(glucose) 검출 특성을 확인하였다. 제작된 PANI/CNT fiber 전극의 표면 분석은 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 진행되었으며, 전극의 전기화학적 특성 및 글루코스에 대한 센싱 성능은 시간대전류법(CA)과 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스법(EIS)을 이용하여 분석되었다. PANI/CNT fiber 전극의 전기화학적 특성은 bare CNT fiber 전극에 비해 작은 electron transfer resistance와 낮은 peak separation potential, 증가된 전극 면적을 나타내며, 이런 향상된 특성들 덕분에 글루코스 검출에 대한 센싱 성능이 개선되었다. 따라서, 본 연구를 기반으로 다양한 나노구조체를 도입하고 접목을 통해 고성능 CNT fiber 기반의 유연 전극 소재 개발이 가능할 것으로 기대된다.