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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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김승우 교수 - 정진기언론문화상 장려상 수상
과학기술연구부문 장려상 수상, 대상에는 서울대 황우석 교수 등이 수상
기계공학과 김승우 교수가 제22회 정진기 언론문화상 과학기술연구부문 장려상을 수상하였다. 김승우 교수는 반도체, 통신부품, LCD 디스플레이를 포함한 마이크로 일렉트로닉스 부품의 설계와 생산에 필요한 미세형상 3차원 측정기술을 개발한 공로를 인정받았다.
김승우 교수는 지난 십 수년간 반도체, 통신부품, LCD 디스플레이를 포함한 마이크로 일렉트로닉스 부품의 설계 및 생산에 필수적으로 요구되는 미세형상 삼차원 측정기술에 매진하여 새로운 우수한 측정기술을 개발함으로써 국내외적으로 뛰어난 연구성과를 보였다. 이와 더불어 개발된 핵심기술을 국내산업에 보급하기 위해 산학협동을 통해 관련 측정기술들을 상용화 함으로써 국내 측정기 산업 및 마이크로 일렉트로닉스 산업의 국제 경쟁력 제고에 큰 역할을 하였다.
또한 최근에는 국내에서 독자적으로 개발한 관련 기술을 세계적인 측정기기 회사인 ZYGO(주)에 기술이전계약을 함으로써 국내기술의 우수성을 입증하였을 뿐만 아니라 향후 국내기술 수출의 전기를 마련하였다. 그리고 향후 국내 정밀측정산업을 이끌어갈 우수한 석박사 인력을 양성함에 많은 공헌을 포함하여 관련 공학분야에서의 업적이 지대하다.
공적 내용
마이크로 일렉트로닉스 부품의 미세형상 삼차원 측정기술 개발 및 상용화
백색광주사간섭계 및 모아레의 새로운 미세 삼차원측정 원리를 이용하여 반도체, 통신부품, LCD 디스플레이를 포함한 마이크로 일렉트로닉스 부품의 미세형상 삼차원 측정기술을 1992년 이래 국내외적으로 선도적으로 연구하였으며, 국내외 저널에 24편의 논문을 발표하였고 11건의 국내외 특허를 출원하였음.
상기의 기반기술을 바탕으로 산학협동을 통하여 국내 최초의 측정 정밀도 0.1 nm의 광학식 미세형상 측정기(1997년), 세계 최초의 이중파장 모아레를 이용한 광학식 삼차원 형상 측정기(1998년), 납형상 삼차원 측정기(2001년), 반도체 최종 외관 검사기(2003년) 등을 국내기업을 통하여 상용화하여 국내 측정산업 및 마이크로 일렉트로닉스 산업의 기반 조성에 기여하였음.
국내에서 독자적으로 개발하고 출원한 백색광주사간섭계를 이용한 박막측정기술 관련 특허(US6,545,763B1)를 세계적인 전자측정기기 회사인 미국의 ZYGO㈜사에 기술이전 계약을 성사시킴으로써 국내기술의 우수성을 세계적으로 과시하였으며 본격적인 국내기술 수출의 전기를 마련하였음.
2004.07.21
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