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전기방사 용액에 대한 이중 절연 블록과 결합된 얼라이닝(aligning) 전기방사 장치를 이용해 한쪽 방향으로 정렬된 고분자 나노섬유를 이용하여 단일축 형태 또는 그리드 형태로 정렬된 다층 구조의 고분자 나노섬유로 이루어진 멤브레인을 포함하고,상기 멤브레인을 이루는 고분자 나노섬유의 표면에 가스 분자와의 화학적 반응을 통해 색변화를 일으키는 염료물질이 결착된 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 가스 센서 부재는 상기 염료물질을 이용하여 아세톤, 암모니아, 일산화탄소, 수소, 황화수소, 일산화질소, 톨루엔 중 적어도 하나의 생체지표 기체, 또는 SOx, NOx, HCHO, 메탄, 프로판, 아세틸렌, 에탄올, 에틸렌 중 적어도 하나의 환경 유해기체를 감지하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 고분자 나노섬유의 직경은 100㎚ 내지 10,000 ㎚의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 염료물질은 lead acetate, tin acetate, copper acetate, zinc acetate, iron acetate, nickel acetate, tungsten acetate, o-Tolidine, m-Tolidine, bromophenol blue+TBAH, Methyl Red + TBAH, Thymol Blue + TBAH, Fluorescein, bromocresol purple, bromophenol red, AgNO3, LiNO3, 5-10-15-20-tetraphenylporphyrinatozinc (II), 5-10-15-20-tetrakis(2,4,6-trimethylphenyl)porphyrinatozinc (II) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 멤브레인은 인접한 고분자 나노섬유 간에 직교 또는 평행한 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 염료물질이 o-Tolidine인 경우 NOx 기체와 반응하고,상기 염료물질이 lead acetate인 경우 H2S와 반응하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 멤브레인은 상기 고분자 나노섬유 간의 간격에 따라 크기가 5 ㎚ 내지 15 ㎛ 의 범위인 기공이 분포되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 멤브레인의 두께는 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위를 가지고 상기 멤브레인의 면적은 2 cm2 내지 1
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제1항에 있어서,상기 염료물질의 중량비율은 상기 고분자 나노섬유 대비 0
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제1항에 있어서,상기 염료물질은 진공 필트레이션 공정에 의해 상기 고분자 나노섬유의 표면에 결착되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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제1항에 있어서,상기 고분자 나노섬유는 고전압 발생기, 회전이 가능한 전도성 집전체, 정량펌프에 연결된 고분자용액 분사노즐 및 상기 이중 절연 블록을 이용한 얼라이닝 전기방사 기술을 이용하여 정렬되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 부재
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(a) 고분자를 포함시키는 전기방사 용액을 제조하는 단계;(b) 상기 전기방사 용액에 대한 이중 절연 블록과 결합된 얼라이닝 전기방사 장치를 이용해 한쪽 방향으로 정렬된 고분자 나노섬유를 합성하는 단계;(c) 상기 얼라이닝 전기방사 장치의 집전체를 고분자 나노섬유의 정렬 방향과 서로 수직이 되도록 이동하는 단계;(d) 상기 집전체를 고분자 나노섬유의 정렬 방향과 평행한 방향으로 90o 만큼 회전 시키는 단계;상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계를 반복함으로써 그리드 형태로 정렬된 다층 구조의 고분자 나노섬유를 형성하는 단계;(e) 상기 다층 구조의 고분자 나노섬유를 포함하는 고분자 나노섬유 멤브레인에, 고분자 나노섬유 사이의 기공을 통해 발생하는 압력 차이를 이용하여 가스 분자와의 화학적 반응을 통해 색변화를 일으키는 염료물질을 결착시켜 색염료를 기능화 시키는 단계;(f) 상기 색염료가 기능화 된 고분자 나노섬유 멤브레인을 건조하여 합성하는 단계를 포함하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 색염료가 기능화 된 고분자 나노섬유 멤브레인의 두께는 전기방사 시간으로 조절되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 색염료가 기능화 된 고분자 나노섬유 멤브레인의 기공 크기는 고분자 나노섬유의 정렬 방향과 서로 수직이 되도록 회전하는 상기 집전체의 회전 속도로 조절되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (e) 단계는,진공 필트레이션 (vacuum filtration), 함침 (dipping), 드롭코팅 (drop coating), 스핀 코팅 (spin coating), 스프레이 코팅 (spray coating) 중 적어도 하나의 코팅 기법을 통해 고분자 나노섬유의 표면에 가스 분자와의 화학적 반응을 통해 색변화를 일으키는 염료물질을 결착시키는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (a)단계는,폴리메틸아크릴레이트(PMA, Polymethyl acrylate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, Polymethyl meta acrylate), 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐아세테이트(PVAc, Polyvinyl acetate), 폴리비닐피롤리돈(PVP, Polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐알콜(PVA, Polymethyl alcohol), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체, 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴로나이트릴(PAN, Polyacrylonitrile), 스타이렌 아크릴로나이트릴(SAN, Styrene-acrylonitrile), 폴리비닐알콜(PVA, Polyvinyl alcohol), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리아닐린(PANI, Polyaniline), 폴리비닐클로라이드(PVC, Polyvinylchloride), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, Poly vinylidene fluoride), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene terephthalate), 폴리프로필렌(PP, Polypropylene) 및 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 고분자를 용매에 용해시켜 상기 전기방사 용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (b) 단계에서 이용되는 상기 얼라이닝 전기방사 장치는,고전압 발생기가 1 내지 30 kV 범위의 전압을 인가하고, 용액의 토출 속도가 5 내지 200 ㎕/분 범위 내에서 조절 가능하고, 상기 집전체의 회전 속도가 0
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제12항에 있어서,상기 (e) 단계는,가스 분자와의 화학적 반응을 통해 색변화를 일으키는 1종의 염료 분말, 또는 이온 상태의 염료 분말, 또는 다수 종류의 염료 분말을 상기 고분자 나노섬유 멤브레인에 기능화 시키는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (f) 단계는,상기 색염료가 기능화 된 고분자 나노섬유 멤브레인을 진공 상태에서 건조시킴으로써 건조 과정에서 상기 색염료가 고분자 나노섬유의 표면에 기계적 흡착을 발생시키는 것을 특징으로 하는 가스 센서 제조 방법
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