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2차원 금속산화물 나노쉬트가 서로 네트워크화되어 형성된 다공성 1차원 나노섬유 구조; 및상기 다공성 1차원 나노섬유 구조에 결착된 나노입자 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서,상기 2차원 금속산화물 나노쉬트는 1 - 50 nm의 직경의 금속산화물 입자들로 구성되며, 상기 금속산화물 입자들 사이에 2 - 20 nm의 크기의 메조 기공(mesopores)들이 복수 형성되는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서,상기 2차원 금속산화물 나노쉬트는 z 축으로 1 - 20 nm의 길이, x축 및 y축으로 100 nm - 50 μm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서,상기 다공성 1차원 나노섬유 구조 상에서 상기 2차원 금속산화물 나노쉬트 각각은 적어도 1개 이상의 접촉점, 접촉선 또는 접촉면을 가지고 연속성을 가지고 상호연결됨으로써 상기 다공성 1차원 나노섬유 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서,상기 2차원 금속산화물 나노쉬트가 전기방사 도중 가해지는 힘에 의해 구겨지면서 2차원 금속산화물 나노쉬트들 사이에 10 - 100 nm의 크기의 기공을 형성하고, 상기 2차원 금속산화물 나노쉬트로 구성되는 1차원 나노섬유들 사이에 50 nm - 5 μm의 직경의 열린 메크로 기공(macropores)을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서,상기 나노입자 촉매의 중량 비율은 상기 2차원 금속산화물 나노쉬트 대비 0
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제1항에 있어서,상기 나노입자 촉매는 상기 다공성 1차원 나노섬유 구조에서 기능화되고, 상기 기능화되는 나노입자 촉매는 1 - 20 nm의 크기분포를 가지며, 금속산화물 나노쉬트를 구성하는 나노그레인에 결착됨으로써 특정 가스와의 반응시 가스반응을 촉진시키는 촉매 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서
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제1항에 있어서,상기 나노입자 촉매는 금속 촉매입자를 포함하고, 상기 금속 촉매입자는 Pt, Pd, Rh, Ru, Ni, Co, Cr, Ir, Au, Ag, Zn, W, Sn, Sr, In, Pb, Fe, Cu, V, Ta, Sb, Ge, Ti, Mn, Ga 및 Sc로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스센서용 부재
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제1항에 있어서
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(a) 금속산화물 전구체와 그래핀 산화물을 용액 상에서 결합시켜 금속산화물 전구체가 그래핀 산화물에 코팅된 형태의 나노쉬트를 합성하고 원심분리 및 오븐 건조과정을 통해 분말을 제조하는 단계;(b) 상기 분말을 나노입자 촉매가 분산되고 고분자가 녹아있는 용매와 혼합하여, 전기방사 용액을 제조하는 단계; (c) 상기 전기방사 용액을 단일노즐 전기방사법을 이용하여, 상기 금속산화물 전구체가 코팅된 그래핀 산화물이 서로간의 접촉을 이루며, 연속적인 형태로 상호연결됨으로써, 상기 나노입자 촉매 및 상기 금속산화물 전구체가 코팅된 그래핀 산화물 및 상기 고분자의 복합 나노섬유를 형성하는 단계; 및(d) 상기 복합 나노섬유에 대해, 고온 열처리 과정을 통해 상기 고분자 및 상기 그래핀 산화물을 제거하고, 상기 금속산화물 전구체를 산화시켜 2차원 금속산화물 나노쉬트를 형성하여, 상기 2차원 금속산화물 나노쉬트가 서로 네트워크화되어 형성되고 상기 나노입자 촉매가 결착하는 다공성 1차원 나노섬유를 형성하는 단계를 포함하는, 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11항의 방법에 의해 제조된 다공성 1차원 나노섬유를 사용하는 가스센서의 제조 방법에 있어서, 상기 나노입자 촉매가 기능화되고, 상기 다공성 1차원 나노섬유를 잉크화하고, 상기 잉크화된 다공성 1차원 나노섬유를 기판 상에서 드랍 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅 및 디스펜싱 중 적어도 하나의 코팅공정을 이용하여 코팅함으로써 가스센서를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 기판은 반도체식 가스센서 측정을 위해 센서 전극이 형성된 것이고, 상기 가스센서는 저항변화식 반도체 가스센서인 것을 특징으로 하는 가스센서 제조 방법
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제11항에 있어서,상기 (a) 단계에서, 상기 그래핀 산화물은 음의 전하를 띄고, 상기 금속산화물 전구체는 용매에 용해될 때 용매 내에서 양전하를 띄는 것을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11 항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 금속산화물 전구체가 코팅된 그래핀 산화물의 템플릿과 상기 고분자의 중량 비율은 1 : 0
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제11항에 있어서,상기 (c) 단계에서, 상기 금속산화물 전구체가 코팅된 그래핀 산화물이 형성하는 나노쉬트는 전기방사 과정 중 용매의 급격한 증발 및 인가되는 고전압의 의한 외력에 의해 구겨지며, 상기 구겨진 나노쉬트는 서로 적어도 하나 이상의 접촉점, 접촉선 또는 접촉면을 가지고 연속적인 형태로 네트워크화 됨으로써 상기 복합 나노섬유를 형성하는 것 을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11항에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 복합 나노섬유를 고온열처리 할 때, 상기 고분자 및 상기 그래핀 산화물을 열분해 시키기 위한 고온 열처리 과정의 온도 범위는 400 - 800 °C 사이이고, 열처리 과정은 1 - 3 시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11항에 있어서, 상기 2차원 금속산화물 나노쉬트의 표면에는 2 - 20 nm의 크기의 메조기공이 포함되고, 2차원 금속산화물 나노쉬트들 사이에 10 - 100 nm의 크기의 기공이 포함되며,상기 2차원 금속산화물 나노쉬트로 구성된 1차원 나노섬유들 사이에 50 nm - 5 μm 직경의 열린 메크로 기공이 마련되는 것 을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11항에 있어서,상기 다공성 1차원 나노섬유는 NOx, SOx로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 환경 유해가스와 CH3COCH3, H2S, C7H8로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 생체지표 가스 중 적어도 하나를 검출하기 위한 가스센서의 소재로서 사용되는 것을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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제11항에 있어서,상기 (a) 단계에서, 상기 금속산화물 전구체는 상기 그래핀 산화물에 균일하게 코팅되고, 상기 (d) 단계에서, 상기 나노입자 촉매는 상기 다공성 1차원 나노섬유 구조에 균일하게 결착되는 것을 특징으로 하는 다공성 1차원 나노섬유를 제조하는 방법
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