표면증강 라만분광을 이용한 미세먼지 분석기술 개발 = Development of Fine Dust Analysis Technology using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy
저자
발행사항
용인 : 경희대학교 대학원, 2019
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경희대학교 대학원 : 생체의공학과 2019. 2
발행연도
2019
작성언어
한국어
주제어
DDC
610 판사항(20)
발행국(도시)
경기도
형태사항
vii, 41 p. : 삽화, 도표 ; 26 cm
일반주기명
경희대학교 학위논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수: 변경민
참고문헌: p. 38-39
UCI식별코드
I804:11006-200000173040
소장기관
Raman spectroscopy is a technique that analyzes the composition of a substance by using scattering phenomena that occur when light passes through it. Raman spectroscopy is studied in various fields such as geological analysis and bioanalysis because it has the advantage of non-destructive analysis, glass being used as a specimen container, and water being used as a solvent. However, the problem is that the concentration of detectable substances is high because the strength of the Raman signal, which is detected by Raman spectroscopy, is low. To solve this problem, various studies have been conducted to amplify the Raman signal, and this study amplified the Raman signal using surface-enhanced Raman spectroscopy. Surface enhancement Raman spectroscopy is a technology that amplifies the raman signal of the target molecule when a target molecule exists within a hot spot formed between metal nanostructure. Based on this, a SERS fine dust filter was created by depositing Au Nano-island onto the surface of the fine dust filter. Since existing fine dust analysis technology uses different analysis equipment for different particulate matter components, analysis of components took a lot of time and cost. In comparison, the SERS fine dust filter collects fine dust in the SERS fine dust filter and measures the raman signal on the surface to detect various substances at the same time, thereby reducing the time spent on fine dust analysis. In addition, the concentration of particulate matter components can be analyzed through analysis of Raman signal intensity. Therefore, we show SERS fine dust filter produced in this study and analyze characteristics to show that it is an advanced technology that solved problems with existing fine dust analysis technology.
더보기라만 분광학은 빛이 물질을 통과할 때 발생하는 산란 현상을 이용하여 물질의 성분을 분석하는 기술이다. 라만 분광학은 비파괴 분석이 가능하고 유리를 시료 용기로 사용가능하며 물은 약한 라만 산란체 이기 때문에 물을 용매로 사용가능하다는 장점이 존재하기 때문에 지질 분석, 바이오 분석 등과 같은 여러 분야에서 연구되고 있다. 하지만 라만 분광학으로 검출되는 라만 신호의 세기가 약하기 때문에 검출 가능한 물질의 농도가 높다는 것이 문제점이다. 이를 해결하기 위해 라만 신호를 증폭시키기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔으며 본 연구에서는 표면증강 라만분광 기술을 사용하여 라만 신호를 증폭하였다. 표면증강 라만분광은 금속 나노 구조 사이에서 형성된 Hot Spot 안에 표적분자가 존재할 경우 표적분자의 라만 신호가 증폭되는 기술이다. 이를 기반으로 하여 미세먼지 필터 표면에 Au Nano-island를 증착하여 SERS 미세먼지 필터를 제작하였다. 기존 미세먼지 분석 기술은 미세먼지 성분 별로 다른 분석 장비를 사용하기 때문에 성분 분석에 있어서 많은 시간과 비용이 소모되었다. 이에 비해 SERS 미세먼지 필터는 SERS 미세먼지 필터에 미세먼지를 포집한 후 표면에서 라만 신호를 측정하여 여러 물질의 성분을 동시에 검출 가능하기 때문에 기존의 미세먼지 분석과 비교였을 때 미세먼지 분석에 소모되는 시간과 비용이 줄어든다. 또한 라만 신호 세기의 분석을 통해 미세먼지 성분 농도도 분석이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 제작된 SERS 미세먼지 필터를 소개하고 특성에 대해 분석한 결과를 통해 기존의 미세먼지 분석 기술의 문제점을 해결한 발전된 기술임을 보여주고자 한다.
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