１차원 코어­쉘 나노섬유 구조를 갖는 가스 지시용 코어(고분자)­쉘(색변화 염료 물질/고분자) 나노섬유 멤브레인 색변화 센서 및 그 제조방법

Abstract

본 발명은 특정 가스 분자와 반응하여 색깔이 변하는 색변화 염료 물질이 코어-쉘 나노섬유의 쉘과 겉 표면에 결착된 가스 지시용 코어(고분자)-쉘(색변화 염료 물질/고분자) 나노섬유 멤브레인 색변화 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 코어에 위치하는 고분자 전기방사 용액(제1고분자)과 쉘에 위치하는 색변화 염료 물질/고분자 복합 전기방사 용액(제2고분자)을 제조하여, 듀얼노즐 전기방사를 통해 얻어진 코어-쉘 나노섬유에 색변화 염료 물질이 나노섬유의 쉘과 겉 표면에 선택적으로 결착되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 1 차원 형태의 나노섬유는 특정 가스 분자가 멤브레인 센서 안으로 확산할 수 있도록 더 많은 기공을 제공하며, 색변화 염료 물질이 공기 중에 노출되는 면적을 크게 넓힐 수 있다. 본 발명은 제작 비용이 비교적 저렴한 듀얼노즐 전기방사를 이용하여 나노섬유 멤브레인 색변화 센서를 대량으로 생산이 가능하다. 또한, 코어(고분자)-쉘(색변화 염료 물질/고분자) 나노섬유 멤브레인은 기존의 가스 감지용 테스트지 보다 높은 표면적과 기공도를 제공하기 때문에 1 pm 이하의 농도의 특정 가스에 노출되어도 수 십초 이내로 색변화가 일어나는 것을 특징으로 한다. 이러한 고성능의 색변화 가스 센서는 환경 유해가스(H2S, SOx, NOx, COx) 및 사람의 날숨에 포함된 생체지표가스 (CH3COCH3, C2H5OH, C6H5CH3)를 감지할 수 있어 헬스케어 제품으로 이용될 수 있다.