나노센서는 기존센서에 나노물질을 첨가하여 성능을 향상시키거나 새로운 성능을 부여한 것으로, 우선 나노센서의 핵심이 되는 나노소재에 대하여 살펴보고자 한다.
이미지 출처: (좌) 삼성전자 (중) “원자 세계에서 온 나노선은 어떻게 자라나” 사이언스온 (우) “반도체 단일벽탄소나노튜브 정제방법 개선하는 기술 개발” 퓨처타임즈, 최용환, NICE디앤비 재가공
나노입자는 수백 또는 수천개의 원자들이 뭉친 덩어리로 크기는 대략 수 나노미터 정도이다.
금속 나노입자의 경우 가시광선/자외선 영역의 빛을 쪼였을 때 강한 흡수가 일어나면서 금속 나노입자 주위의 전도대 전자(conduction electron)들이 공진하는 현상이 일어나는데 이것을 국소표면플라즈몬공명(Localized Surface Plasmon Resonance, 히아 LSPR)이라고 한다.
LSPR을 이용한 바이오센서는 수증의 바이러스나 박테리아와 같은 미생물의 성공적 검출이 가능하며, 그 외에도 수중의 납 이온과 같은 중금속의 우수한 검출 능력이 보고되고 있다.
나노입자는 그 자체뿐만 아니라 벌크 매트릭스 물질에 첨가하여 이용될 수 있으며, 기존의 필름 대신 나노입자로 이루어진 필름을 이용하며 센서의 감도를 크게 증가시킬 수 있다.
나노선/나노튜브는 0차원 나노입자와 달리 길이 대 직경의 비율이 큰 특징을 가진다. 일차원 물질로 분류되는 반도체, 금속 산화물 나노선 및 나노튜브는 우수한 센서 물질로 인정받고 있다.
일차원 나노선/나노튜브의 경우 센서의 형태는 대부분 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor, FET)로 이우어져 있는데, 기존 박막형 FET 센서에 비해 일차원 나노구조를 이용하게 되며 센서의 표면적 비율이 크게 증가하여 월등한 감도를 가질 수 있고, 상온에서 작동이 가능한 장점을 가진다.
출처 : KRX 정보데이터 출처 등록일자 : 2021.01.28 출처 작성기관 : (주)NICE디앤비
