(나노 워크 뉴스) 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 양지웅 교수가 획기적인 업적을 달성했다. 울산과학기술원 신소재공학부 최문기 교수팀, 서울대 화공생명공학부 김대형 교수팀과 협력해 세계 최고 수준의 친환경 소재를 개발했다. 양자점 포토 센서. 놀랍게도 이 장치는 안정적인 광 신호 측정을 위해 광전지 효과를 활용하여 외부 전원 없이 작동합니다. 이 결과는 다음과 같이 출판되었습니다. ACS 나노 (“웨어러블 건강 모니터링을 위한 초박형 자체 구동 중금속 없는 Cu-In-Se 양자점 광검출기”).
작품의 그래픽 요약입니다. (이미지: DGIST) 인구 노령화와 코로나19 대유행으로 인해 장기간 편안하게 착용할 수 있는 의료 모니터링 장치에 대한 필요성이 증폭되고 있기 때문에 이러한 혁신은 오늘날 특히 중요합니다. 기존의 실리콘 기반 광센서는 장기간 착용하기에는 너무 무겁고 단단하다고 여겨지지만 가까운 피부 접촉을 유지할 수 없기 때문에 생체 신호를 정확하게 포착하는 데 어려움을 겪습니다. 중요한 과학적 발전에서 올해의 노벨 화학상은 나노과학의 구성 요소인 양자점에 대한 선구적인 연구를 수행한 세 명의 과학자에게 수여되었습니다. 나노미터에 불과한 이 초소형 반도체 입자는 기존 반도체에 비해 우수한 광학적, 전기적 특성을 가지고 있습니다. 이를 통해 전자와 정공 분리 속도가 빨라져 광센서 응용 분야에 이상적입니다. 그러나 현재 연구에 사용되는 대부분의 양자점 광센서는 황화납과 같은 독성 중금속을 포함하는 두꺼운 마이크로미터 규모의 구조이므로 웨어러블 기술에 적합하지 않습니다. 친환경 양자점의 성능이 열악하다는 일반적인 가정을 깨고, 연구팀은 이 분야에 혁명을 일으켰습니다. 그들은 크기와 구성을 세심하게 제어하여 중금속이 없는 구리-인듐-셀레나이드(Cu-In-Se) 양자점의 전기적 특성을 향상시켰습니다. 또한, 그들은 이러한 양자점에 맞춰진 혁신적인 유기-무기 하이브리드 전하 이동층을 개발하여 독성 대응 제품보다 성능이 뛰어난 친환경 광센서를 탄생시켰습니다. 연구팀이 개발한 친환경 양자점 광센서는 약 40나노미터 정도의 양자점 흡수층으로 탁월한 성능을 발휘한다. 또한 외부 전원 없이도 놀라운 광 감지 기능을 보여 웨어러블 포토센서 애플리케이션에 매우 적합합니다. 연구원들은 착용 가능한 펄스 센서를 만들어 이 기술을 더욱 확장했습니다. 이 센서는 유연한 폴리머 기판에 광센서와 광원을 결합하여 곡률이 크거나 걷기, 달리기 등 다양한 신체 활동 중에도 안정적인 작동을 보장합니다. 논평에서 DGIST 양지웅 교수는 전략적 구조 제어와 층 최적화를 통해 고성능 친환경 양자점 광센서 개발에 성공한 점을 강조했다. 한편, 최문기 UNIST 교수는 초박형, 유연성이 뛰어난 디자인, 외부 전원으로부터 독립성 덕분에 라이더와 적외선 카메라부터 차세대 웨어러블 헬스케어 모니터링 시스템까지 이 기술의 다양한 응용을 구상했다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php
