잉크젯프린팅을 이용한 휘발성유기화합물(VOC) 검출용 폴리다이아세틸렌 센서 연구

Abstract

공액고분자인 폴리다이아세틸렌(polydiacetylene, PDA)은 자기조립된 다이아세틸렌(diacetylene, DA) 단량체의 광중합에 의해 쉽게 고분자 제조가 가능하며, 열, pH, 용매와 같은 외부 자극에 의해 색 및 형광의 변화를 나타내는 특성을 지닌다. 최근 일회용으로 사용 가능하며 가볍고 저렴한 장점을 지니는 종이 기반의 센서 시스템이 주목 받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 종이를 기반으로 한 휘발성 유기물질(volatile organic compound, VOC) 검출 센서를 개발하기 위하여 bis-urethane 이 치환된 DA 단량체를 합성하였다. 합성한 단량체를 복잡한 공정이나 장치 없이 일반 사무용 프린터로 인쇄 가능한 마이크로에멀젼 형태로 제조한 후 종이에 인쇄하여 손쉽게 VOC 센서 스트립을 제작하였다. VOC 센서 스트립을 다양한 유기용매의 액체상태와 증기상태에 노출시켜 인쇄된 PDA 의 색전이 현상과 형광 변화를 관찰하였다. 센서 스트립을 3초간 증기상태의 용매들에 노출시킨 결과 클로로포름에서만 청색의 이미지가 노란색으로 바뀌며 녹색의 형광이 생성됨을 확인하였다. 종이를 기반으로한 리트머스 형태의 VOC센서 시스템은 별도의 장비를 이용하지 않고 손쉽게 특정 용매를 구별할 수 있는 장점을 지니며 향후 센서물질에 따라 다양하게 응용 가능할 것으로 기대된다.