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전기화학식 이산화탄소 센서 개발
신소재공학과 박종욱(朴鍾郁, 49) 교수팀은 일본이나 독일제품보다 월등히 우수한 특성을 지닌 전기화학식 이산화탄소 센서 개발에 성공했다.
2001년부터 농림부 기술개발과제의 일환으로 시작된 센서 연구는 자체 개발한 전극 보조물질을 채용한 새로운 구조로, 수 ppm에서 수십% 범위의 이산화탄소 농도를 정확히 측정할 수 있다. 초기 동작시간도 10분 이내로 빠르고 보정 없이 2년 이상 사용할 수 있어, 일본(Figaro사)과 독일(Zirox사) 제품의 초기 동작시간이 각각 7일과 30분인데 비하면 월등히 우수하다.
공기 중 이산화탄소 양을 측정하는 방법은 광학적 방법과 전기화학적 방법이 있다.
현재 가장 많이 사용 중인 광학적 방법은 이산화탄소가 특정 파장(4.26 um)의 적외선(NDIR) 만을 흡수하는 성질을 이용, 적외선의 흡수정도를 측정함으로서 이산화탄소의 양을 계산한다.
정교한 광학계를 사용해야 하기 때문에 가격이 비싸고 열악한 환경에서는 광학계가 쉽게 더러워져 사용이 어렵다는 단점이 있다.
산화물 전해질을 사용하는 전기화학식 센서는 값이 싸고 더러운 환경에서도 안정적으로 작동하지만, 광학식에 비해 초기 동작시간이 길고 자주 보정해 주어야 하는 단점 때문에 사용이 제한적이었다.
이번에 개발된 朴 교수팀의 전기화학식 센서는 이러한 단점들을 극복하여 이산화탄소 센서 기술의 새로운 표준을 제시, 제품의 흐름을 바꿀 수 있는 혁신적 연구 성과로 평가할 수 있다.
한편, 이산화탄소는 물 햇빛과 함께 식물 발육을 좌우하는 3대 요소 중 하나. 선진국에서는 이산화탄소 양을 조절하여 농식물의 생산성을 높이고 보관기간을 늘리는 기술이 다양하게 개발되고 있다. 특히 심야의 악조건에서도 신뢰성 있게 작동되는 저렴한 이산화탄소 측정기의 필요성이 점점 증대되고 있다. 우리나라에서는 최근 "빌딩 증후군(sick building syndrome)" 방지를 위해 건물 내 이산화탄소 양을 1000ppm 이하로 낮추도록 관련 법령을 개정했다. 도심의 빌딩에서도 이산화탄소 양을 정확히 측정하여 과도한 환기를 줄이고 에너지 효율을 높이는 기술이 절실해지게 된 것이다.
박종욱 교수는 화학 센서 분야의 세계적인 권위자로, 2000년에는 산화물 반도체식 센서를 이용한 음주 측정기를 개발, 실험실 벤처회사 (주)CAOS를 설립했고, 음주측정기는 현재 세계 최대의 시장점유율을 갖는 명품이 됐다. 또한 작년에는 2편의 해외 저명 학술지(J. Materials Science)에 화학센서 특별기획을 편집하기도 했다.
2004.09.22
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KAIST, 카벤디쉬연구소와 MoU 체결
KAIST는 4월 26일(영국 시간) 영국 케임브리지 대학교에서 이 대학 카벤디쉬(Cavendish)연구소와 연구협력센터 설립을 위한 양해각서(MoU)를 체결하였다.
이 양해각서에 따라 카벤디쉬 연구소는 올해 상반기 중 KAIST에 `카벤디쉬-KAIST 연구협력센터"를 설립하게 되며, KAIST도 케임브리지 대학내에 연구협력사무소를 설치할 예정이다.
양측은 이 센터를 통해 연구협력 과제를 공동 발굴하고 과학자들의 상호 교류도 추진해 나갈 계획이다.
KAIST 관계자는 "협력분야는 나노전자학, 스핀전자학, 광전자학, 바이오물리학 등 카벤디쉬연구소의 강점 분야에서 시작해 점차 우리 전략기술 분야로 확대할 방침"이라고 말했다.
카벤디쉬 연구소는 전자파이론을 제창한 맥스웰(J.C Maxwell), 전자를 발견한 톰슨(J.J. Thomson), DNA 이중나선구조를 밝혀낸 크릭(Crick).왓슨(Watson) 등을 비롯, 지금까지 모두 28명의 노벨상 수상자를 배출한 세계 최고의 기초과학분야 연구기관이다.
특히 최근에는 천체 물리학, 고체 물리학, 나노 전자학, 바이오 물리학 등에서 탁월한 연구성과를 거두고 있어 국내 기초연구역량을 획기적으로 높일수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.
2004.05.11
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