저차원 나노재료의 큰 비표면적은 재료와 환경 가스 분자 간의 반응 효율을 크게 향상시켜 광섬유 수소 센서의 핵심 수소 감지 장치의 감도 및 응답 속도 향상에 매우 중요한 역할을 합니다. 오일-워터 계면에서 자가 조립하여 고성능 금-팔라듐(Au-Pd) 핵-껍질 나노입자 단일층 수소 감응막을 제조하는 방법이 제안되었고, 이 막을 기반으로 한 투과식 광섬유 수소 센서가 제작되었습니다. 실험에서는 수열 합성법을 사용하여 약 12nm 크기의 구형 Au 핵을 제조한 후, Au 핵 용액에 Pd 성장액을 넣어 약 20nm 크기의 Au-Pd 핵-껍질 나노입자를 얻었습니다. 18아민으로 Au-Pd 핵-껍질 나노입자를 개질하고 상 전이 기술을 통해 입자를 톨루엔 용액으로 전이시켰으며, 마지막으로 톨루엔-물 계면에서 높은 피복률과 적은 공동 및 응집을 가지는 나노입자 단일층 수소 감응막을 제작했습니다. 특성 분석 결과, 형성된 Au-Pd 핵-껍질 나노입자는 균일한 입자 크기와 우수한 결정성을 가지며, 제조된 나노입자 단일층 막은 조밀하게 배열되어 피복률이 87%에 달했습니다. 투과식 광섬유 수소 센서를 구축하고, 제작된 Au-Pd 핵-껍질 나노입자 단일층 막이 다양한 수소 농도에서 보이는 수소 감응 특성을 테스트했습니다. 실험 결과 단일층 나노입자 수소 감응막은 4% 수소에 대해 약 3초, 0.1% 수소(질소를 운반 가스로 사용)에 대해 약 13초의 응답 시간을 가지며, 여러 사이클의 테스트 동안 우수한 안정성을 나타내었습니다. 이 센서는 저농도 수소의 빠르고 정확한 감지에 좋은 응용 가능성을 가집니다.

광섬유 센서; 수소 감지; Au@Pd 나노입자; 자가 조립; 나노입자 막