충남대 물리학과 김문덕 교수 연구팀이 국제 우수 저널에 연이어 논문 2건을 게재하며, 환경가스 센서 분야 연구 우수성을 증명했다. 이번 연구는 파수풀레티 케다레스와라 사이람 연구생이 제1 저자, 김문덕 교수가 교신저자로 참여했다.

김문덕 교수 연구팀은 4월 4일, 국제 저널인 ‘Sensors and Actuators B: Chemical(IF:7.460)’에 ‘Enhanced sensitivity of langasite-based surface acoustic wave CO gas sensor using highly porous Ppy@PEDOT:PSS hybrid nanocomposite’ 논문을 게재했다.

연구팀은 나노 다공성 유기 복합 고분자를 활용한 화학 계면으로 표면탄성파 소자를 설계하고, 이를 활용해 일산화탄소에 높은 반응도를 보이는 가스 센서를 제작했다. 

이번 연구 결과는 유기 고분자 나노 복합체와 융합된 표면탄성파 소자에 대한 다목적 플랫폼에 활용될 것으로 기대된다.

또, 연구팀은 4월 5일, ‘Journal of Hazardous Materials(IF:10.588)’에 'High performance langasite based SAW NO2 gas sensor using 2D g-C3N4@TiO2 hybrid nanocomposite‘ 논문을 연이어 게재했다.

이번 연구에서 이차원 물질 2D g-C3N4와 금속 산화물 TiO2을 합성한 화학계면 개발에 성공했고, 이를 통해 다양한 습도 및 온도 조건에서 작동하는 langasite 기반 표면탄성파 소자를 제작했다. 

연구팀은 위 소자의 메커니즘을 통해 질량부하와 전기전도도의 변화가 고유 주파수의 변화를 유도한다는 것을 밝혀냈다.

김문덕 교수는 “수년간 학생들이 쌓아온 연구 결과가 좋은 저널에 게재됨으로써 학생들의 연구력을 인정받았다는 점을 기쁘게 생각한다”며, “후속 연구에서 가스별 반응도가 다른 촉매제 개발을 통해 질화물 나노구조 반도체와 이종접합구조로 만들어 선택도를 향상하는 연구를 이어나갈 예정”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국산업기술진흥원과 한국연구재단(중점연구, 양자제어물성연구소, BK21 Four)의 지원을 받아 수행됐다.

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