암모니아 가스 센싱을 위한 가스투과성이 높은 PDMS 맴브레인의 제작 = Fabrication of PDMS Membrane with High Gas Permeability for Ammonia Gas Sensing

국문 초록 (Abstract)

PDMS (Polydimethylsiloxane) 맴브레인은 높은 가스 투과성, 소재의 유연성, 생체적합성 등과 같은 특성을 가지며, 가스 분리, 미세유체 플랫폼, 바이오 센서, 세포배양 등의 다양한 분야에서 활용된다. 특히, PDMS 맴브레인은 기체센서의 기체 분리용 막으로 활용된 사례가 다수 보고되었다. 본 연구에서는 암모니아 가스 농도 측정용 비색센서에 적용할 목적으로 가스투과도를 조절 할 수 있는 PDMS를 개발하고자 하였다. 가스 투과도는 각각 PDMS 맴브레인의 두께, 경화제와 PDMS의 비율, 경화 온도와 같은 매개변수의 조절을 통해 이루어졌다. PDMS의 두께는 스핀코터의 작동 조건의 조절로 조절되었으며, 이 때 사용된 PDMS의 조성은 경화제의 비율로 조절하여 각각 5:1, 10:1, 20:1로 실험하였다. 경화 온도는 50~70 °C 의 범위에서 10°C 간격으로 조절하여 충분히 반응한 후 관찰하였다. 실험을 통해 제작된 시편들의 가스 투과성능 평가 장치를 구축하였다. 실험조건은 일정 공간의 중앙을 제작된 멤브레인으로 분리하여, 양단의 압력 차를 발생시켜 압력에 의한 가스 투과도를 조절하였다. 실험결과 두께는 얇을수록, 경화 온도는 높을수록, 경화제의 비율은 10:1에서 가장 높은 투과도를 확인하였다. 최종적으로 제작된 맴브레인을 암모니아 가스센서에 적용하여 암모니아 가스 투과성과 관련된 맴브레인의 투과성을 평가하였고, 향후 Lab on Chip 기반의 미세유체 가스센싱 플랫폼에 가스투과 막으로 사용성이 높다고 판단하였다.