황화수소가스 감지용 염료가 결착된 1차원 고분자 나노섬유를 이용한 직물형 색변화 가스센서용 부재, 색변화 가스센서 및 그 제조방법

Abstract

본 발명은 황화수소 가스와 반응하여 갈색계열로 색전이가 일어나는 염료물질인 Lead(II) acetate(Pb(CH3COO)2) 분말이 1 차원 고분자 나노섬유의 내부와 외부에 균일하게 결착되어 있는 Lead(II) acetate/고분자 복합 색변화 나노섬유 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 고에너지 볼밀링 분쇄과정을 통해 염료분말을 나노미터 내지는 서브마이크론 크기로 분쇄하고, 미세한 염료분말들을 고분자와 용매에 혼합시켜 염료분말들이 균일하게 분산되어 있는 전기방사용액을 제조하며, 전기방사를 통해 얻어진 고분자 나노섬유에 염료분말이 결착되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 1 차원 나노구조는 감지가스가 염료분말을 함유하고 있는 구조 안으로 확산할 수 있도록 더 많은 기공을 제공하여 표면에만 국한된 반응사이트(reaction site)가 멤브레인 내부에서도 발현이 가능하여 반응에 참여하는 반응면적의 현저한 증가를 가져올 수 있다. 본 발명은 비교적 저렴한 제작이 가능한 전기방사를 이용하여 색변화 나노섬유 센서를 대량으로 생산이 가능하며, 기존의 황화수소 감지용 테스트지의 Lead(II) acetate 물질보다 높은 표면적과 기공도를 제공하기 때문에 기존 색변화 센서로 검출이 불가능 했던 1 ppm 보다 낮은 농도의 황화수소에 노출되어도 수십 초 내로 색전이가 발생이 가능하여 호기가스를 통한 구취진단 색변화 가스센서로 사용될 수 있다.