ReSURF:획기적인 초고속, 신축성, 자가 치유, 재활용 가능 센서

싱가포르 국립대학교, 싱가포르

싱가포르 국립대학교 연구진이 개발한 ReSURF 센서는 자가 조립 및 발수 표면을 형성하는 다용도 소재를 특징으로 합니다. 이는 인간 피부의 지성 보호층에서 영감을 얻은 개념입니다. (이미지 :NUS 디자인 및 공과 대학)

깨끗하고 안전한 물은 인간의 건강과 복지에 필수적입니다. 또한 식량 안보에 중요한 역할을 하고 첨단 산업을 지원하며 지속 가능한 도시화를 가능하게 합니다. 그러나 오염을 신속하고 정확하게 감지하는 것은 세계 여러 지역에서 여전히 주요 과제로 남아 있습니다. 싱가포르 국립대학교(NUS) 연구원들이 개발한 획기적인 새 장치는 수질 모니터링 및 관리를 크게 발전시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

NUS 디자인 공과대학 재료공학부 부교수 Benjamin Tee가 이끄는 연구팀은 인간 피부에서 발견되는 기름진 보호층의 생물학적 기능에서 영감을 얻어 이 개념을 자발적으로 발수성 인터페이스를 형성할 수 있는 ReSURF라는 다목적 소재로 변환했습니다.

신속한 마이크로 상분리 접근법을 통해 제조할 수 있는 이 신물질은 자동으로 자가 치유되며 재활용이 가능합니다. 연구진은 이 물질을 마찰전기 나노발전기(TENG)라고 알려진 장치에 통합했는데, 이 장치는 물방울의 움직임으로 인한 에너지를 사용하여 전하를 생성합니다. 결과 장치(ReSURF 센서)는 수질 모니터로 적용될 수 있습니다.

"ReSURF 센서는 기존 센서로는 해결하기 어려운 오일 및 불화 화합물과 같은 다양한 오염물질을 감지할 수 있습니다. 이 기능은 자가 동력, 자가 치유, 재사용성, 재활용성과 같은 고유한 기능과 함께 ReSURF를 실시간, 현장 및 지속 가능한 수질 모니터링을 위한 지속 가능한 솔루션으로 자리매김합니다."라고 Tee는 말했습니다.

연구팀의 ReSURF 소재 설계와 새로운 수질 센서의 성능은 과학 저널 Nature Communications에 게재되었습니다. .

전기화학 센서, 광학 감지 시스템, 바이오센서 등 기존 수질 모니터링 기술은 중금속, 인, 미생물 오염 감지와 같은 특정한 특정 응용 분야에 효과적입니다.

그러나 이러한 기술은 느린 반응, 높은 비용, 외부 시약이나 전원에 대한 의존성, 제한된 재사용성, 부피가 큰 실험실 장비나 특수 기기의 필요성 등의 한계에 직면하는 경우가 많습니다.

NUS 팀이 개발한 ReSURF 센서는 특히 현장 실시간 수질 감지에서 이러한 문제를 효과적으로 극복합니다. 자체 전력 공급 장치는 약 6밀리초(즉, 눈 깜박임보다 약 40배 빠른 속도) 내에 물 오염 물질을 감지하는 능력을 입증했습니다.

또한 ReSURF 센서는 자가 치유 및 재활용이 가능하도록 설계되어 지속 가능하고 유지 관리가 적은 솔루션입니다. 신축성이 있고 투명하기 때문에 이 소재는 소프트 로봇 공학, 웨어러블 전자 기기 등 유연한 플랫폼에 쉽게 통합될 수 있어 기존 감지 소재와 차별화됩니다.

또한 센서로 적용된 ReSURF 소재는 용매에 대한 용해도가 높아 쉽게 재활용이 가능해 성능 저하 없이 새로운 기기에 재사용할 수 있어 환경 친화적인 솔루션을 제공한다.

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