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광소결을 통해 환원된 그래핀 산화물을 이용한 가스 감지층과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 웨어러블 가스 센서(REDUCED GRAPHENE OXIDE ACHIEVED BY INTENSE PULSE LIGHT IRRADIATION, FABRICATION METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND WEARABLE GAS SENSOR COMPRISING THE SAME)
- 기술번호 : KST2017008081
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명은 투명 폴리이미드 상단에 광소결을 통하여 환원된 그래핀 산화물, 그의 제조 방법 및 이를 포함하는 가스 센서에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 열적으로 안정하면서 투명한 폴리이미드 필름을 제조하여, 상단에 그래핀 산화물을 도포시킨 후, 광소결 과정을 거쳐 그래핀 산화물을 환원된 그래핀 산화물로 형성시킬 수 있으며, 매우 빠른 시간 안에 광소결 처리가 완료되기 때문에 폴리이미드 기판에 열적인 손상 없이 투명 폴리이미드 필름 상단에 환원된 그래핀 산화물이 결착된 센서를 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 제적된 환원된 그래핀 산화물은 광소결 과정을 거치면서 판상 구조가 쪼개지고 파쇄되면서 더 작은 크기의 환원된 그래핀 산화물을 형성하며, 그래핀 산화물 계층간에 기공을 형성하여 가스가 쉽게 침투할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. 또한, 광 에너지에 의하여 환원된 그래핀 산화물과 폴리이미드 기판 간의 접합이 강하게 이루어지면서 안정적인 가스감지 특성을 보이는 것을 특징으로 한다. 따라서 제작된 투명 폴리이미드 상단에 결착된 환원된 그래핀 산화물은 효과적인 표면 가스 반응, 원활한 가스 침투 및 확산을 통하여 실시간 웨어러블 날숨 감지 센서 및 우수한 유해환경 센서에 적용될 수 있다. |
|---|---|
| Int. CL | G01N 27/407 (2016.01.05) C01B 31/04 (2016.01.05) C08J 5/18 (2016.01.05) C08G 73/10 (2016.01.05) |
| CPC | G01N 27/4073(2013.01) G01N 27/4073(2013.01) G01N 27/4073(2013.01) G01N 27/4073(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020150161789 (2015.11.18) |
| 출원인 | 한국과학기술원 |
| 등록번호/일자 | |
| 공개번호/일자 | 10-2017-0058056 (2017.05.26) 문서열기 |
| 공고번호/일자 | 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 등록 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2015.11.18) |
| 심사청구항수 | 15 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 김일두 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 2 | 최선진 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 양성보 | 대한민국 | 서울특별시 강남구 선릉로***길 ** (논현동) 삼성빌딩 *층(피앤티특허법률사무소) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국과학기술원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2015.11.18 | 수리 (Accepted) | 1-1-2015-1124792-40 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 Request for Prior Art Search |
2016.09.20 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 Report of Prior Art Search |
2016.10.28 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-6-2016-0140523-87 |
| 4 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2016.10.30 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2016-0780181-20 |
| 5 | [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서 [Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief) |
2016.12.26 | 수리 (Accepted) | 1-1-2016-1271460-46 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2017.01.24 | 수리 (Accepted) | 1-1-2017-0083037-47 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2017.01.24 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2017-0083038-93 |
| 8 | 거절결정서 Decision to Refuse a Patent |
2017.06.22 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2017-0437508-45 |
| 9 | [명세서등 보정]보정서(재심사) Amendment to Description, etc(Reexamination) |
2017.07.17 | 보정승인 (Acceptance of amendment) | 1-1-2017-0682246-11 |
| 10 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2017.07.17 | 수리 (Accepted) | 1-1-2017-0682245-76 |
| 11 | 등록결정서 Decision to Grant Registration |
2017.08.08 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2017-0553637-14 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.04.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5081392-49 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.05.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5108396-12 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.06.12 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5131486-63 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 400℃ 이상의 고온에서 손상되지 않는 필름 상단에 도포된 그래핀 산화물을 광소결을 통하여 환원시킴으로써 환원된 그래핀 산화물이 상기 필름 상단에 결착되고,상기 필름 상단에 상기 환원된 그래핀 산화물이 결착되기 이전에 저항 변화를 감지하는 전극이 패터닝 되고, 상기 전극이 패터닝 된 필름 상단에 상기 광소결을 통하여 상기 환원된 그래핀 산화물이 상기 전극과 접합되어 결착되고,상기 필름은 무수물 모노머와 다이아민 모노머 중에서 트리플로로메틸(-CF3), 썰폰(-SO2), 및 이터(-O-) 반응기를 포함하는 모노머로 제작되는 투명 폴리이미드 필름을 포함하고, 상기 광소결을 통하여 상기 환원된 그래핀 산화물이 결착됨으로써 열적으로 손상되지 않는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 2 |
2 제1항에 있어서,상기 환원된 그래핀 산화물에는 상기 광소결을 통하여 그래핀 산화물 구조가 파쇄되고 쪼개지는 과정을 거쳐 환원된 그래핀 산화물 계층간에 가스분자가 침투할 수 있는 기공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 3 |
3 삭제 |
| 4 |
4 삭제 |
| 5 |
5 제1항에 있어서,상기 모노머를 용해시키기 위한 용매는 tetrahydrofuran(THF), N,N-dimetylacetamide(DMAc), dimethylformamide(DMF) 중 하나 또는 혼합 용매로 선정되는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 6 |
6 제1항에 있어서,상기 필름의 두께는 5 ㎛ - 100 ㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 7 |
7 삭제 |
| 8 |
8 제1항에 있어서,상기 환원된 그래핀 산화물은 광소결 과정 중에 파쇄되고 분쇄되어 2차원 판상 구조를 가지고, 판상구조의 직경이 100 nm - 50 ㎛의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 9 |
9 제2항에 있어서,상기 환원된 그래핀 산화물은 직경이 10 nm - 20 ㎛ 범위인 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 10 |
10 제1항에 있어서,상기 환원된 그래핀 산화물은 제논(zenon) 플래쉬(flash) 램프를 이용하는 광소결 에너지에 의하여 그래핀 산화물의 산소 기능기가 분리되는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 11 |
11 제1항에 있어서,상기 필름은 물리적으로 유연한 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 |
| 12 |
12 삭제 |
| 13 |
13 제1항, 제2항, 제5항, 제6항 또는 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항의 가스 감지층이 웨어러블 화학센서 모듈과 결합되어 유해환경 가스 및 바이오마커(biomarker) 가스를 검출하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 가스 센서 |
| 14 |
14 제13항에 있어서,물리적으로 구부려진 상태와 구부려지지 않은 상태에서 일관된 가스감지 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 웨어러블 가스 센서 |
| 15 |
15 (a) 무수물 모노머(anhydrate monomer)와 다이아민 모노머(diamine monomer)를 용매에 녹여 폴리아믹산(polyamic acid)을 제조한 후 이미드화(imidization) 과정을 거쳐 투명 폴리이미드 필름을 제조하는 단계;(b) 상기 제조된 투명 폴리이미드 필름 상단에 저항변화를 측정할 수 있는 전극 패턴을 형성하는 단계;(c) 상기 전극 패턴이 형성된 투명 폴리이미드 필름 상단에 그래핀 산화물을 코팅하는 단계; 및(d) 광소결 공정을 통하여 광학적으로 상기 투명 폴리이미드 필름에 손상을 가하지 않고, 상기 그래핀 산화물을 환원된 그래핀 산화물로 환원시키며 상기 환원된 그래핀 산화물이 상기 전극 패턴과 접합되어 결착되는 단계;를 포함하고,상기 투명 폴리이미드 필름은 무수물 모노머와 다이아민 모노머 중에서 트리플로로메틸(-CF3), 썰폰(-SO2), 및 이터(-O-) 반응기를 포함하는 모노머로 제작되고, 상기 광소결 공정을 통하여 상기 환원된 그래핀 산화물이 결착됨으로써 열적으로 손상되지 않는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 제조 방법 |
| 16 |
16 제15항에 있어서,(e) 상기 광소결 공정을 통하여 상기 환원된 그래핀 산화물이 결착된 투명 폴리이미드 필름을 웨어러블 화학센서 모듈과 결합하여 유해환경 가스 및 바이오마커(biomarker) 가스를 검출하기 위한 가스 센서를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 제조 방법 |
| 17 |
17 제15항에 있어서,상기 이미드화 과정은 열공정 또는 화학적 공정이 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 제조 방법 |
| 18 |
18 제15항에 있어서,상기 광소결 공정에 있어서 인가전압은 50 V - 500 V, 광 펄스 켜짐 및 꺼짐 시간은 1 msec - 100 msec, 광 펄스 켜짐 유지시간은 1 msec - 100 msec, 광펄스 횟수는 1 회 - 50 회, 광 펄스간 간격은 1 msec - 100 msec 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 제조 방법 |
| 19 |
19 제15항에 있어서,상기 광소결 공정은 200 nm - 1100 nm 의 광 파장 범위를 이용하는 것을 특징으로 하는 가스 감지층 제조 방법 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 패밀리정보가 없습니다 |
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| 국가 R&D 정보가 없습니다. |
|---|
| 등록사항 정보가 없습니다 |
|---|
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2015.11.18 | 수리 (Accepted) | 1-1-2015-1124792-40 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 | 2016.09.20 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 | 2016.10.28 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-6-2016-0140523-87 |
| 4 | 의견제출통지서 | 2016.10.30 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2016-0780181-20 |
| 5 | [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서 | 2016.12.26 | 수리 (Accepted) | 1-1-2016-1271460-46 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2017.01.24 | 수리 (Accepted) | 1-1-2017-0083037-47 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 | 2017.01.24 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2017-0083038-93 |
| 8 | 거절결정서 | 2017.06.22 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2017-0437508-45 |
| 9 | [명세서등 보정]보정서(재심사) | 2017.07.17 | 보정승인 (Acceptance of amendment) | 1-1-2017-0682246-11 |
| 10 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2017.07.17 | 수리 (Accepted) | 1-1-2017-0682245-76 |
| 11 | 등록결정서 | 2017.08.08 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2017-0553637-14 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.04.24 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5081392-49 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.05.15 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5108396-12 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.06.12 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5131486-63 |
| 기술정보가 없습니다 |
|---|
| 과제고유번호 | 1345244306 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 21A20131912234 |
| 연구과제명 | 이머징 소재기반 창조융합형 인재양성사업단 |
| 성과구분 | 출원 |
| 부처명 | 교육부 |
| 연구관리전문기관명 | |
| 연구주관기관명 | |
| 성과제출연도 | 2015 |
| 연구기간 | 201309~202008 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 기초연구 |
| 6T분류명 | ST(우주항공기술) |
특허성과
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