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초고감도 금속산화물 가스센서 및 그 제조방법
- 기술번호 : KST2015121251
- 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
- 전화번호 : 02-2155-3662
| 요약 | 본 발명에 따른 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법은, 센서 전극 위에 금속산화물 전구체와 고분자를 포함하는 혼합 용액을 방사하여 상기 금속산화물 전구체와 고분자가 혼합된 복합섬유를 형성하는 단계와, 상기 복합섬유를 열압착 또는 열가압하는 단계와, 상기 열압착 또는 열가압된 복합섬유를 열처리하여 상기 복합섬유에서 상기 고분자를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명에 의한 가스센서는 나노섬유 사이의 거대(macro) 기공과 나노로드들 및/또는 나노그레인들 사이의 미세(meso) 기공을 함께 가짐으로써, 가스 확산의 극대화 및 표면적의 극대화를 달성할 수 있다. 또한, 금속산화물 박층과 센서 전극과의 접착성의 급격한 증대를 통해 기계적, 열적, 전기적 안정성이 높은 초고감도 센서를 구현할 수 있다.금속산화물, 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 칼슘카파타이타네이트, 도너도핑, 가스센서, 나노파이버, 나노그레인, 나노로드, 전기방사 |
|---|---|
| Int. CL | G01N 27/12 (2011.01) B82Y 15/00 (2011.01) |
| CPC | |
| 출원번호/일자 | 1020060113002 (2006.11.15) |
| 출원인 | 한국과학기술연구원 |
| 등록번호/일자 | 10-0812357-0000 (2008.03.04) |
| 공개번호/일자 | 10-2007-0066859 (2007.06.27) 문서열기 |
| 공고번호/일자 | (20080311) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 |
대한민국 | 1020050129096 | 2005.12.23
|
| 법적상태 | 소멸 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2006.11.15) |
| 심사청구항수 | 30 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술연구원 | 대한민국 | 서울특별시 성북구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 김일두 | 대한민국 | 서울 영등포구 |
| 2 | 홍재민 | 대한민국 | 서울 성북구 |
| 3 | 김동영 | 대한민국 | 서울 동대문구 |
| 4 | 조성무 | 대한민국 | 서울 성북구 |
| 5 | 로드쉴드 애브너 | 이스라엘 | 이스라엘 ***** |
| 6 | 툴러 해리 엘 | 미국 | 미국, 메사츄세스 *** |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 박장원 | 대한민국 | 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술연구원 | 대한민국 | 서울특별시 성북구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 특허출원서 Patent Application |
2006.11.15 | 수리 (Accepted) | 1-1-2006-0836660-43 |
| 2 | 공지예외적용주장대상(신규성,출원시의특례)증명서류제출서 Submission of Document Verifying Exclusion from Being Publically Known (Novelty, Special Provisions for Application) |
2006.12.13 | 수리 (Accepted) | 1-1-2006-0924644-10 |
| 3 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2007.08.14 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2007-0442963-78 |
| 4 | [출원서등 보정]보정서 [Amendment to Patent Application, etc.] Amendment |
2007.10.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2007-0730753-73 |
| 5 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2007.10.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2007-0730754-18 |
| 6 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2007.10.11 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2007-0730760-93 |
| 7 | 등록결정서 Decision to grant |
2008.02.26 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2008-0098886-69 |
| 8 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2009.12.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2009-5247056-16 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.02.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5022002-69 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 센서 전극과;상기 센서 전극 위에 형성되며, 단결정의 나노로드(nano-rod)를 포함하여 이루어지는 나노섬유들의 네트워크 구조를 갖는 다공성 금속산화물 박층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 2 |
2 제 1 항에 있어서,상기 단결정의 나노로드는 평균 폭이 10∼20㎚이고, 평균 길이가 50∼100㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 3 |
3 제 1 항에 있어서,상기 다공성 금속산화물 박층은 나노섬유들 사이의 제1기공과 나노로드들 사이의 제2기공을 함께 갖는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 4 |
4 제 3 항에 있어서,상기 제1기공의 평균크기는 55∼70㎚이고, 상기 제2기공의 평균 크기는 10∼25㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 5 |
5 제 1 항에 있어서,상기 금속산화물 박층은 산화티타늄(TiO2)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 6 |
6 센서 전극과;상기 센서 전극 위에 형성되며, 단결정의 나노그레인(nano-grain)이 뭉쳐져 뒤틀린(twisted) 형태의 나노섬유들의 네트워크 구조를 갖는 다공성 금속산화물 박층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 7 |
7 제 6 항에 있어서,상기 나노그레인의 평균 크기는 10∼50㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 8 |
8 제 6 항에 있어서,상기 다공성 금속산화물 박층은 나노섬유들 사이의 제1기공과 나노그레인들 사이의 제2기공을 함께 갖는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 9 |
9 제 8 항에 있어서,상기 제2기공의 평균 크기는 1∼25㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 10 |
10 제 6 항에 있어서,상기 금속산화물 박층은 산화아연(ZnO)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 11 |
11 센서 전극과;상기 센서 전극 위에 형성되며, 나노그레인으로 이루어진 나노로드들의 네트워크 구조를 갖는 다공성 금속산화물 박층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 12 |
12 제 11 항에 있어서,상기 나노그레인의 평균 크기는 5∼20㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 13 |
13 제 11 항에 있어서,상기 나노로드는 폭이 20∼200㎚이고, 길이가 50∼400㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 14 |
14 제 11 항에 있어서,상기 다공성 금속산화물 박층은 나노로드들 사이의 제1기공과 나노그레인들 사이의 제2기공을 함께 갖는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 15 |
15 제 14 항에 있어서,상기 제1기공의 평균 크기는 50∼80㎚이고, 상기 제2기공의 평균 크기는 1∼25㎚인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 16 |
16 제 14 항에 있어서,상기 금속산화물 박층은 산화주석(SnO2)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 17 |
17 센서 전극과;상기 센서 전극 위에 형성되며, 나노그레인과 나노로드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 나노섬유들의 네트워크 구조를 갖는 다공성 금속산화물 박층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 18 |
18 제 17 항에 있어서,상기 금속산화물 박층은, 1) ZnO, SnO2, VO2, TiO2, In2O3, CaCu3Ti4O12, NiO, MoO3, SrTiO3, Fe2O3 중 선택된 어느 하나, 또는2) Nb, Fe, Co, V 중 적어도 하나의 원소가 도핑된 TiO2, 또는 3) Fe이 도핑된 SrTiO3, 또는4) In, Ga 중 적어도 하나의 원소가 도핑된 ZnO를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 19 |
19 제 1 항, 제 6 항, 제 11 항, 또는 제 17 항에 있어서,상기 센서 전극은 세라믹 기판에 형성된 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 은(Ag), 로듐(Rh), 류테늄(Ru), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸, 알루미늄(Al), 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 텅스텐(W) 전극이거나, 혹은 유리기판에 형성된 ITO(In doped SnO2) 또는 FTO(F doped SnO2) 전극이거나, 혹은 플라스틱 기판 또는 Si 웨이퍼에 형성된 금속 전극인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서 |
| 20 |
20 센서 전극 위에 금속산화물 전구체와 고분자를 포함하는 혼합 용액을 방사하여 상기 금속산화물 전구체와 고분자가 혼합된 복합섬유를 형성하는 단계;상기 복합섬유를 열압착 또는 열가압하는 단계; 및상기 열압착 또는 열가압된 복합섬유를 열처리하여 상기 복합섬유에서 상기 고분자를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 21 |
21 제 20 항에 있어서,상기 금속산화물 전구체는 200℃ 이상의 온도에서 열처리를 통해 ZnO, SnO2, VO2, TiO2, In2O3, CaCu3Ti4O12, NiO, MoO3, SrTiO3, Fe2O3을 구성할 수 있는 전구체, 혹은 Nb, Fe, Co, V 중 적어도 하나의 원소가 도핑된 TiO2를 구성할 수 있는 전구체, 혹은 Fe이 도핑된 SrTiO3를 구성할 수 있는 전구체, 혹은 In, Ga 중 적어도 하나의 원소가 도핑된 ZnO를 구성할 수 있는 전구체를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 22 |
22 제 20 항에 있어서,상기 혼합 용액에 Nb, Fe, Co, V, In, Ga 중 적어도 하나의 원소를 함유하는 물질을 첨가함으로써 센서의 가스응답속도를 조절하고 반응영역을 변화시키는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 23 |
23 제 20 항에 있어서,상기 고분자는 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 폴리우레탄 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌, 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐풀루오라이드, 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체 및 폴리아마이드 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 24 |
24 제 20 항에 있어서,상기 열압착 단계는, 상기 고분자의 유리전이온도 이상의 온도에서 압력을 가하여, 상기 복합섬유 중 고분자를 부분 또는 전체적으로 용융하고, 상기 복합섬유 중 금속산화물 전구체와 상기 센서 전극 간의 접착성을 높여주는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 25 |
25 제 24 항에 있어서,상기 고분자는 폴리비닐아세테이트(PVAc)이며, 120℃의 온도에서 10분간 1 |
| 26 |
26 제 20 항에 있어서,상기 열가압 단계는, 상기 고분자의 유리전이온도 이상의 온도에서 적어도 10분의 가열과정을 통해 고분자의 부분 또는 전체 용융을 유도하거나, 혹은 상기 고분자의 유리전이온도 이상의 온도를 갖는 압축공기를 이용하여 가압함으로써 고분자의 용융을 유도하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 27 |
27 제 20 항에 있어서,상기 열처리는 상기 금속산화물 전구체의 종류에 따라 200∼800℃의 온도 범위 사이에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 28 |
28 제 20 항에 있어서,상기 혼합 용액은 전기방사, 멜트블로운(melt-blown), 플레쉬방사(flash spinning) 또는 정전멜트블로운법(electrostatic melt-blown)에 의하여 방사되는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 29 |
29 제 20 항에 있어서,상기 센서 전극은 적어도 두 개가 정렬(array)되어 있고, 상기 적어도 두 개의 센서 전극 위에 서로 다른 혼합 용액을 각각 방사하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 30 |
30 제 29 항에 있어서,상기 서로 다른 혼합 용액의 방사 후 동시에 열압착 또는 열가압하는 것을 특징으로 하는 초고감도 금속산화물 가스센서의 제조방법 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 순번 | 패밀리번호 | 국가코드 | 국가명 | 종류 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | EP01971853 | EP | 유럽특허청(EPO) | FAMILY |
| 2 | EP01971853 | EP | 유럽특허청(EPO) | FAMILY |
| 3 | JP04523582 | JP | 일본 | FAMILY |
| 4 | JP19171207 | JP | 일본 | FAMILY |
| 5 | US07640789 | US | 미국 | FAMILY |
| 6 | US20070261959 | US | 미국 | FAMILY |
| 7 | WO2007073111 | WO | 세계지적재산권기구(WIPO) | FAMILY |
DOCDB 패밀리 정보
| 순번 | 패밀리번호 | 국가코드 | 국가명 | 종류 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | CN101091111 | CN | 중국 | DOCDBFAMILY |
| 2 | CN101091111 | CN | 중국 | DOCDBFAMILY |
| 3 | EP1971853 | EP | 유럽특허청(EPO) | DOCDBFAMILY |
| 4 | EP1971853 | EP | 유럽특허청(EPO) | DOCDBFAMILY |
| 5 | EP1971853 | EP | 유럽특허청(EPO) | DOCDBFAMILY |
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| 9 | US7640789 | US | 미국 | DOCDBFAMILY |
| 10 | WO2007073111 | WO | 세계지적재산권기구(WIPO) | DOCDBFAMILY |
| 국가 R&D 정보가 없습니다. |
|---|
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| 특허 등록번호 | 10-0812357-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20061115 출원 번호 : 1020060113002 공고 연월일 : 20080311 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20080226 청구범위의 항수 : 30 유별 : G01N 27/12 발명의 명칭 : 초고감도 금속산화물 가스센서 및 그 제조방법 존속기간(예정)만료일 : |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국과학기술연구원 서울특별시 성북구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 708,000 원 | 2008년 03월 05일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 700,000 원 | 2011년 02월 28일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 700,000 원 | 2012년 02월 28일 | 납입 |
| 제 6 년분 | 금 액 | 700,000 원 | 2013년 03월 04일 | 납입 |
| 제 7 년분 | 금 액 | 1,240,000 원 | 2014년 03월 03일 | 납입 |
| 제 8 년분 | 금 액 | 1,240,000 원 | 2015년 03월 03일 | 납입 |
| 제 9 년분 | 금 액 | 1,240,000 원 | 2016년 03월 02일 | 납입 |
| 제 10 년분 | 금 액 | 1,890,000 원 | 2017년 03월 03일 | 납입 |
| 제 11 년분 | 금 액 | 1,890,000 원 | 2018년 03월 05일 | 납입 |
| 제 12 년분 | 금 액 | 945,000 원 | 2019년 03월 04일 | 납입 |
| 제 13 년분 | 금 액 | 1,005,000 원 | 2020년 03월 02일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 특허출원서 | 2006.11.15 | 수리 (Accepted) | 1-1-2006-0836660-43 |
| 2 | 공지예외적용주장대상(신규성,출원시의특례)증명서류제출서 | 2006.12.13 | 수리 (Accepted) | 1-1-2006-0924644-10 |
| 3 | 의견제출통지서 | 2007.08.14 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2007-0442963-78 |
| 4 | [출원서등 보정]보정서 | 2007.10.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2007-0730753-73 |
| 5 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2007.10.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2007-0730754-18 |
| 6 | [명세서등 보정]보정서 | 2007.10.11 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2007-0730760-93 |
| 7 | 등록결정서 | 2008.02.26 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2008-0098886-69 |
| 8 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2009.12.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2009-5247056-16 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.02.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5022002-69 |
| 기술정보가 없습니다 |
|---|
| 과제고유번호 | 1350012078 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2E19390 |
| 연구과제명 | 차세대광전기능성박막소재개발 |
| 성과구분 | 등록 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 과학기술부 |
| 연구주관기관명 | 한국과학기술연구원 |
| 성과제출연도 | 2006 |
| 연구기간 | 200601~200612 |
| 기여율 | 0.5 |
| 연구개발단계명 | 기초연구 |
| 6T분류명 | IT(정보기술) |
| 과제고유번호 | 1415092143 |
|---|---|
| 세부과제번호 | INFRA11 |
| 연구과제명 | 특허경비지원 |
| 성과구분 | 등록 |
| 부처명 | 지식경제부 |
| 연구관리전문기관명 | 한국산업기술평가원 |
| 연구주관기관명 | 한국산업기술진흥협회 |
| 성과제출연도 | 2008 |
| 연구기간 | 200604~201103 |
| 기여율 | 0.5 |
| 연구개발단계명 | 응용연구 |
| 6T분류명 | 기타 |
| 과제고유번호 | 1350012078 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2E19390 |
| 연구과제명 | 차세대광전기능성박막소재개발 |
| 성과구분 | 출원 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 과학기술부 |
| 연구주관기관명 | 한국과학기술연구원 |
| 성과제출연도 | 2006 |
| 연구기간 | 200601~200612 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 기초연구 |
| 6T분류명 | IT(정보기술) |
특허성과
| [1020080127092] | 레이저 빔을 이용한 플렉서블 소자의 제조 방법 | 새창보기 |
|---|---|---|
| [1020080124553] | 펩타이드―당 결합체를 이용한 당 가수분해 효소에 대한 특이적 저해제 및 이의 스크리닝 방법 | 새창보기 |
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