• 센서학회지
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• 제17권6호
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• pp.425-428
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• 2008

This paper describes the resonant characteristics of polycrystalline SiC micro resonators. The $1{\mu}m$ thick polycrystalline 3C-SiC cantilevers with different lengths were fabricated using a surface micromachining technique. Polycrystalline 3C-SiC micro resonators were actuated by piezoelectric element and their fundamental resonance was measured by a laser vibrometer in vacuum at room temperature. For the $100{\sim}40{\mu}m$ long cantilevers, the fundamental frequency appeared at $147.2kHz{\sim}856.3kHz$. The $100{\mu}m$ and $80{\mu}m$ long cantilevers have second mode resonant frequency at 857.5.kHz and 1.14.MHz, respectively. Therefore, polycrystalline 3C-SiC resonators are suitable for RF MEMS devices and bio/chemical sensor applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.715-719
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• 2009

본 연구에서는 DNA 정보를 상변화 물질의 전기저항 변화특성으로 검출할 수 있는 상변화 전극 기판을 개발하였다. 이를 위해 반도체 공정에서 사용하는 Al을 사용하여 전극 기판을 제작하였다. 하지만 주사전자현미경을 이용하여 Al 전극의 단면 상태를 확인해 본 결과 PETEOS(plasma enhanced tetraethyoxysilane) 내에서 보이드(void)가 발생하여 후속공정인 에치백과 세정공정 분위기에 과도하게 노출되어 심하게 손상되어 전극과 PETEOS 사이에 홀(hole)로 변형된다. 이 문제점을 해결하기 위하여 에치백 및 세정 공정을 진행하지 않으면서 $Ge_2Sb_2Te_5$(GST) 박막의 단차피복성(stepcoverage)을 좋게 할 수 있고, 열역학적으로 GST 박막과의 반응성을 고려했을 때 안정적이면서 비저항이 낮은 TiN 재료를 사용하여 상변화 전극 기판을 제작하였다. 주사전자현미경을 통하여 전극의 단면의 상태를 관찰하였으며 TiN 전극과 GST 박막이 정상적으로 연결되어 있는 것을 확인하였다. 또한 저항측정 장비를 사용하여 TiN 상변화 전극 기판 위에 증착된 GST의 비정질과 결정질의 저항을 측정하였고, GST의 비정질과 결정질저항의 차이는 약 1,000배 정도로 신호를 검출하는데 충분함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.539-544
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• 2020

본 연구에서는 넓은 면적의 나노필라 배열 필름을 기반으로 포토 및 소프트 리소그래피 기술과 화학적 희석 고분자 중합을 조절하여 3차원 다공성의 폴리아닐린 필름을 제조하였다. 3차원 폴리아닐린 필름은 계층 간 연결된 폴리아닐린 나노파이버들로 구성되어 있어, 넓은 표면적과 개방형의 다공성 구조를 가지는 3차원 계층형 나노웹 필름을 형성한다. 전기화학분석법을 기반으로 3차원 폴리아닐린 필름이 유연한 pH 센서 전극이 되는 것을 증명하였다. 3차원 폴리아닐린 필름은 이상적인 네른스트 거동과 근접한 60.3 mV/pH의 높은 민감도를 보였다. 또한, 3차원 폴리아닐린 전극은 10 min의 빠른 반응 속도, 우수한 반복성 그리고 높은 선택성을 나타내었다. 3차원 폴리아닐린 전극을 기계적으로 굽힌 상태에서 센서 특성을 측정하였을 때, 전극이 60.4 mV/pH의 높은 민감도를 보여줌으로써, 유연한 pH 센서 성능을 증명하였다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.25-29
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• 2020

본 연구에서는 롤 공정으로 제작된 고분자(polydimethylsiloxane, PDMS)/그래핀(graphene) 복합재료를 기판으로 하여 간단한 표면처리 공정을 통해 센서를 구현하였고, 이 센서의 성능과 거동에 대한 고찰을 실시하였다. 고분자와 그래핀 파우더를 혼합한 전구체를 3-롤 공정으로 제조하였고, 이를 2-롤 공정에 도입하여 고분자/그래핀 기판 소재를 제조하였다. 나아가, 간단한 표면처리 공정을 통하여 센서의 요체가 되는 환형 다당류(cyclodextrin, CD)를 도입하였다. 표면처리의 유효성의 적외선 분광기를 통해서 확인하였고, 전기 신호 전달의 가능성을 옴의 법칙을 통하여 분석하였다. 간단한 형태의 센서를 구현하여, 분석 물질(methyl paraben, MePRB)을 도입하였을 때, 아주 낮은 농도 수준(10 nM)까지 감지 신호를 얻을 수 있었다. 특히, 그래핀의 함량이 낮을 경우 센서 측정이 어려움을 확인할 수 있었다. 이는, 높은 그래핀 함량에서 보여주는 그래핀 입자의 배향이 다소 억제되어 발생하였을 것으로 사료된다. 이는 첨가제의 물리적인 배향이 센서의 성능에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 이 정보는 향후 유사한 시스템의 센서를 구현하는 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2577-2582
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• 2013

A novel stick-shaped portable sensing device featuring a microhole array interface between the polyvinylchloride-2-nitrophenyloctylether (PVC-NPOE) gel and water phase was developed for in-situ sensing of perchlorate ions in real water samples. Perchlorate sensitive sensing responses were obtained based on measuring the current changes with respect to the assisted transfer reaction of perchlorate ions by a perchlorate selective ligand namely, bis(dibenzoylmethanato)Ni(II) (Ni(DBM)2) across the polarized microhole array interface. Cyclic voltammetry was used to characterize the assisted transfer reaction of perchlorate ions by the $Ni(DBM)_2$ ligand when using the portable sensing device. The current response for the transfer of perchlorate anions by $Ni(DBM)_2$ across the micro-water/gel interface linearly increased as a function of the perchlorate ion concentration. The technique of differential pulse stripping voltammetry was also utilized to improve the sensitivity of the perchlorate anion detection down to 10 ppb. This was acquired by preconcentrating perchlorate anions in the gel layer by means of holding the ion transfer potential at 0 mV (vs. Ag/AgCl) for 30 s followed by stripping the complexed perchlorate ion with the ligand. The effect of various potential interfering anions on the perchlorate sensor was also investigated and showed an excellent selectivity over $Br^-$, $NO_2{^-}$, $NO_3{^-}$, $CO{_3}^{2^-}$, $CH_3COO^-$ and $SO{_4}^{2^-}$ ions. As a final demonstration, some regional water samples from the Sincheon river in Daegu city were analyzed and the data was verified with that of ion chromatography (IC) analysis from one of the Korean-certified water quality evaluation centers.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권12호
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• pp.2993-2998
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• 2009

An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)-on-a-chip (EOC) biosensor combined with cell concentration technology based on immuno-magnetic separation (IMS) was investigated for use as a potential tool for early screening of Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) in food products. The target analyte is a well-known pathogenic foodborne microorganism and outbreaks of the food poisoning typically occur due to contamination of normal food products. Thus, the aim of this study was to develop a rapid and reliable sensor that could be utilized on a daily basis to test food products for the presence of this pathogenic microorganism. The sensor was optimized to provide a high detection capability (e.g., 5.9 ${\times}\;10^3$ cells/mL) and, to eventually minimize cultivation time. The cell density was condensed using IMS prior to analysis. Since the concentration rate of IMS was greater than 100-fold, this combination resulted in a detection limit of 54 cells/mL. The EOC-IMS coupled analytical system was then applied to a real sample test of fish intestines. The system was able to detect L. monocytogenes at a concentration of 2.4 CFU/g after pre-enrichment for 6 h from the onset of cell cultivation. This may allow us to monitor the target analyte at a concentration less than 1 CFU/g within a 9 h-cultivation provided a doubling time of 40 min is typically maintained. Based on this estimation, the EOC-IMS system can screen and detect the presence of this microorganism in food products almost within working hours.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1100-1103
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• 2003

One of the good ways to raise the rate of the electrochemical reaction is to broaden the effective surface area of the electrode by developing cylindrical nano-pores on the surfaces. The numerous pores of several nanometer in diameter can be used to enhance a specific faradaic reaction so that the nano-porous structure attract keen attention in terms of implication of new bio/chemical sensors, in which no chemical modification is involved. Amperometric glucose sensor is a representative example that needs the selective enhancement of glucose oxidation over the current due to physiological interferents such as ascorbic acid. The present paper reports how the ascorbic acid and glucose diffuse around the nano-porous surface by simulation study, for which 2D-FDM (Finite Difference Method) was adopted. The results of the simulation not only consist with those from electrochemical experiments but also reveal valuable potential for more advanced application of the nano-porous electrode.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1474-1475
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• 2008

본 논문에서는 nanoporous Pt (Platinum) 전극을 이용한 무효소 혈당센서의 생체 적합성 및 전류응답 특성 향상을 위해 다양한 패키징 방법이 제안되었다. 생체적합성을 갖는 Nafion 멤브레인을 dipping, spin coating, chemical bonding 방법으로 패키징 한 후, 다양한 글루코오스 농도의 혈장, 전혈에서 특성을 분석, 비교하였다. 단백질 등이 포함되지 않은 환경에서 spin coating 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성은 가장 좋았지만, 혈장 및 전혈에서는 dipping, chemical bonding 방법으로 패키징한 센서의 전류응답 특성에 미치지 못했다. Nafion film을 센서와 chemical bonding한 센서의 혈장에서 sensitivity 는 0.32 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$ 이었다. 한편, 전혈에서 bare 센서가 급격한 bio-fouling 현상을 보이는 반면 패키징한 센서는 글루코오스 농도에 따라 일정한 전류변화를 보였다. 이는 Nafion을 이용하여 패키징한 무효소 혈당 센서가 생체환경에 적합할 뿐 아니라 생체이식형 및 연속 측정 가능한 시스템에 적용 가능함을 보여준다.

• 센서학회지
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• 제21권1호
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• pp.53-58
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• 2012

Biological and chemical assays(e.g., clinical tests for medical diagnosis) are needed to handle small liquid volume with high accuracy and high reliability. Many micro-dispensing systems using various actuation methods have been developed and applied. In this research, we confirm repeatability of the cartridge-type dispensing system with various measuring methods for guarantee of an acceptable reliability. We systematically examine the dispensed volume variation and dispense rate during 500,000 shots of sequential actuation. Using the same method, we confirm the repeatability of dispensed volume while varying operating conditions and design parameter(i.e., outlet size) of the dispensing system. Also, we examine the consistency of the dispensed volume of droplet while varying the operating pressures. Furthermore, we repeatedly measure differences between an actual dispensed volume and a target volume. According to our results, it is expected that the stable and reliable performance of our dispensing system can effectively be used in various applications containing bio-solutions.

• 센서학회지
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• 제25권3호
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• pp.223-228
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• 2016

In this work, we prepared porous WO3 nanofibers (NFs) functionalized by bio-inspired catalytic $Cr_2O_3$ and $Co_3O_4$ nanoparticles as highly sensitive and selective $H_2S$ gas sensing layers. Highly porous 3-dimensional (3D) NFs networks decorated by well-dispersed catalyst NPs exhibited superior $H_2S$ gas response ($R_{air}/R_{gas}$ = 46 at 5 ppm) in high humidity environment (95 %RH). In particular, the sensors showed outstanding $H_2S$ selectivity against other interfering analytes (such as acetone, toluene, CO, $H_2$, ethanol). Exhaled breath sensors using $Cr_2O_3$ and $Co_3O_4$ catalysts-loaded $WO_3$ NFs are highly promising for the accurate detection of halitosis.