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기존 기술 적용이 불가능한 극한환경을 이제는 그래핀 기반 센서를 이용해 모니터링할 수 있게 되었다. 흥미로운 형태의 탄소 그래핀은 탄소원자의 육각 고리가 서로 연결된 층으로 구성되어 있는데 이것은 많은 분야에 응용이 가능한 독특한 전자적, 물리적 특성을 갖고 있다.새로운 센서를 개발한 사우디아라비아 KAUST(King Abdullah University of Science and Technology)의 Sohail Shaikh는 그래핀은 수년 동안 기적의 물질로 여겨져 왔지만 극한환경 조건에서의 적용은 아직까지 이뤄진 바 없었다면서 기존의 센서기술은 매우 제한된 범위의 환경 조건에서만 작동하며 편차가 크면 측정이 불가능하거나 신뢰성이 떨어진다고 밝혔다.새로운 센서는 pH로 측정되는 용액의 온도, 염도, 산도에 따라 그래핀의 전기저항이 변화한다는 사실에 기반한다. 이 시스템은 압력 및 유량을 포함한 추가변수도 모니터링할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구진은 여러 변수에 대한 감지가 하나의 기기로 이뤄질 수 있어 유용성을 크게 높일 수 있다고 밝혔다.그래핀은 폴리이미드 폴리머 시트로 전달되며 적절한 전자 시스템에 연결하면 모니터링되는 환경변수에 대한 신호를 수집하고 전송할 수 있다. 이 데이터는 표준 블루투스 기술을 사용하여 무선으로 전송할 수 있다. 섭씨 650도, 높은 염도, 다양한 압력, 강렬한 방사선, 반응성 높은 화학물질, 높은 습도 또는 이러한 조건들의 조합을 견딜 수 있다는 것이 이 시스템의 강점이다. 또한 기존 센서 비해 온도 감지에서 260%의 감도 증가를 달성하는 등 고감도라는 장점이 있다.연구진은 이번 연구가 다양한 극한환경조건에 대한 감지물질로서 그래핀의 가능성을 결정적으로 보여주는 최초의 연구라고 자평했다. 실제 적용가능한 분야로는 해양, 체액, 석유 및 가스 산업, 우주 탐사, 그리고 기존 센서를 손상시킬 수 있는 화학환경에 노출되는 다양한 상황이 포함된다. 센서의 얇은 구조와 유연성으로 인해 다이버나 운동선수용 웨어러블 기술이나 의료분야 응용에도 적합하다. |
