극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

극한 환경의 유해 물질 감지하는 새로운 고분자 나노소재 개발 KIST-예일대 공동연구팀, 이온-전자 혼합 전도체 기반의 새로운 나노 소재 개발 고온다습 환경에서 활용 가능한 친환경 고내구성 센서로 다양한 응용 기대 고분자는 그 유연성과 경량성으로 인해 웨어러블 전자기기와 같은 분야에서 각광받아 왔으나, 낮은 전기적 전도성이 주요 단점으로 작용해왔다. 이에 따라 전도성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 유해한 용매를 사용해야 한다는 문제나, 극한 환경에서 성능 저하가 발생하는 등의 기술적 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 KIST 전자재료연구센터 장지수 박사와 미국 예일대학교의 Mingjiang Zhong 교수팀과의 공동연구를 통해 이온-전자 혼합 전도체 기반 고분자 합성법을 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 기존 고분자 전도체가 가진 한계를 극복하며, 차세대 고성능 화학 센서 개발에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 이온성 작용기(pendant)그룹을 고분자 구조에 도입하여, 독성 용매가 아닌 친환경 용매에서도 쉽게 용해될 수 있는 공액 고분자를 합성했다. 특히 이 고분자는 친환경적인 공정에서 높은 가스 감지 성능을 나타내며, 고온다습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 특성을 가진다. 이러한 기술적 진보는 웨어러블 기기, 휴대용 전자기기, 나아가 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있는 다양한 전자 장치에 적용될 가능성을 열었다. 이번 연구의 중심에는 친환경 용매(2-methylanisole)에서 용해 가능한 이온화 기반 공액 고분자 개발이 핵심이다. 기존 전도성 고분자는 주로 독성 용매를 사용해야 용해가 가능했으나, 이번에 개발된 고분자는 이온 종과 전자적 전하 운반체의 결합을 통해 전기적 전도성을 크게 향상시켰다. 연구팀은 고분자 내 음이온(TFSI-)과 양이온(IM+)을 도입해 전하 운반체의 밀도와 이동도를 증가시킴으로써, 전도성 및 안정성을 극대화했다. 연구진이 개발한 n타입 기반의 전도성 고분자인 ‘N-PBTBDTT’는 질소 이산화물(NO2)과 같은 유해 가스를 감지하는 데 있어서 매우 높은 민감도를 보였다. 질소 이산화물(NO2) 감지에 대한 민감도는 189%에 달하며, 매우 낮은 농도인 2 ppb에서도 높은 검출 능력을 발휘했다. 이는 기존 센서 기술을 뛰어넘는 수준의 성능이며, 이 고분자는 80%의 높은 습도와 200°C에 이르는 고온 환경에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 이를 통해 다양한 극한 환경에서도 안정적인 가스 감지가 가능하다는 점에서 웨어러블 기기나 산업용 센서에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다. KIST 장지수 박사는 “이번 연구에서 개발된 센서는 단순한 화학 센서를 넘어 다양한 응용 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 수 있다”고 설명했다. 제1저자로 참여한 이준우 교수와 신준철 박사는 “특히 화재 현장에서 유해 가스 감지가 필요한 소방관, 전시 상황에서 화학 무기 노출된 군인 등 극한 환경에서 활동하는 종사자들에게 생명을 지킬 수 있는 소재로 활용할 수 있다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST의 주요사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 에너지 재료 분야의 권위지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 18.5, JCR 분야 상위 5% 이내)에 게재*됐다. * (논문명) Covalently Merging Ionic Liquids and Conjugated Polymers: A Molecular Design Strategy for Green Solvent-Processable Mixed Ion-Electron Conductors Toward High-Performing Chemical Sensors [그림 1] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 안정적인 가스 감지 가능한 소재 활용 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 극한 환경에서 질소 이산화물 (NO2)을 선택적으로 감지하는 센서 성능

AI에 대한 도전장, 광자 큐디트로 오류정정 기술 없이 더 정확한 양자컴퓨팅 구현 - 광자 큐디트를 이용한 분자 구조 수준의 양자 시뮬레이션 구현 기존 해외 연구보다 적은 자원으로 더 정확한 양자화학 계산 수행 얼마 전 발표된 노벨화학상은 AI로 단백질 구조를 예측한 새로운 설계를 함으로써 신약개발이나 새로운 물질 개발이 가능하도록 한 워싱턴대 데이비드 베이커 교수, 구글 딥마인드 허샤비스 CEO, 존 점퍼 수석연구원 3명에게 돌아갔다. AI와 데이터가 과학혁명을 주도하는 시대에 신약과 새로운 물질 개발에 또 다른 게임체인저로 양자컴퓨팅 기술이 크게 부상하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 양자기술연구단 임향택 박사 연구팀은 기존보다 적은 자원으로도 원자 간 결합거리와 바닥 상태 에너지를 화학적 정확도로 추정할 수 있는 양자컴퓨팅 알고리즘을 구현해 별도의 양자 오류 완화 기술 없이도 정확한 계산을 수행하는 데 성공했다. 양자 컴퓨터는 연산 공간이 커지면서 오류가 급격히 증가하는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터의 장점을 결합한 VQE(Variational Quantum Eigensolver) 방식이 등장했다. VQE는 ‘변분 양자 고유값 계산기’라는 의미로, 양자 컴퓨팅 프로세서(QPU)와 고전 컴퓨팅 프로세서(CPU)를 함께 사용해 더 빠른 계산을 수행하도록 고안된 하이브리드 알고리즘이다. IBM과 구글을 비롯한 글로벌 연구팀들이 초전도, 이온 트랩 등 다양한 양자 시스템에서 이를 연구하고 있다. 하지만 큐비트 기반의 VQE는 현재 광자 시스템에서 최대 2큐비트, 초전도 시스템에서는 12큐비트까지 구현된 상태로, 더 많은 큐비트와 복잡한 연산이 필요한 경우 오류 문제가 발생하여 확장이 어렵다는 한계가 있었다. 연구팀은 큐비트 대신 큐디트(Qudit)라는 고차원의 양자 정보를 활용하는 방식을 도입했다. 큐디트는 기존 큐비트가 표현할 수 있는 0과 1 외에도 0, 1, 2 등 여러 상태를 가질 수 있는 양자 단위로, 복잡한 양자 계산에 유리하다. 이번 연구에서는 광자의 궤도각운동량 상태를 이용해 큐디트를 구현했고, 홀로그램 이미지를 통해 광자의 위상을 조절함으로써 차원 확장이 가능했다. 이를 통해 복잡한 양자 게이트 없이도 높은 차원의 계산이 가능해져 오류를 줄일 수 있었다. 연구팀은 이 방법으로 4차원에 해당하는 수소 분자와 16차원에 해당하는 리튬 하이드라이드(LiH) 분자의 결합 거리를 추정하는 양자화학 계산을 VQE로 수행했으며, 이는 광자 기반 VQE를 통해 16차원 계산을 구현한 첫 사례다. IBM, 구글 등 기존의 VQE는 화학적 정확도를 위해 오류 완화 기술이 필요했지만, KIST 연구팀의 VQE는 별도 오류 완화 없이도 정확도를 확보했다. 이는 적은 자원으로도 높은 정확도를 얻을 수 있는 방법을 제시해, 분자 특성이 중요한 산업에 폭넓게 적용될 가능성을 보여준다. 또한, 기후 모형화와 같은 복잡한 문제 해결에도 유용할 것으로 기대된다. KIST 임향택 박사는 “적은 자원으로도 화학적 정확도에 도달 가능한 큐디트 기반 양자컴퓨팅 기술을 확보함으로써, 신약 개발과 배터리 성능 개선 등 다양한 실용적인 분야에 활용되기를 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유상임)의 지원을 받아 KIST 주요 사업, 한국연구재단 양자컴퓨팅기술개발사업(2022M3E4A1043330) 등으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Science Advances (IF: 11.7 JCR 분야 상위 7.8%)」 에 게재됐다. * (논문명) Qudit-based variational quantum eigensolver using photonic orbital angular momentum states [그림 1] 궤도각운동량 큐디트 기반 VQE – 수소 (H2) 분자 공간 광변조기를 이용하여 궤도각운동량 큐디트 상태를 바탕으로 양자처리장치를 구현함. VQE를 바탕으로 분자 모델의 바닥 상태 에너지를 추정함. [그림 2] 궤도각운동량 큐디트 기반 VQE – LiH 분자 궤도각운동량 큐디트 기반 VQE 실험 구성. 16차원에 해당하는 4차원 수소 분자와 같은 실험 구성으로 LiH 분자 모델의 바닥 상태 에너지를 추정함.