《우리는 발전된 나라들에서 이룩한 과학기술의 성과를 널리 받아들이고 그것을 더욱 발전시킴으로써 최신과학기술의 높은 봉우리를 빨리 점령하여야 합니다.》 (
혈당계는 당뇨병진단과 치료에서 필수적인 의료기구이며 혈당수감부는 1회용으로 개발되고있다. 1회용수감부제조에는 대량생산이 쉽고 제작원가가 적은 전극인쇄기술을 리용하고있다.
혈당계의 수감부는 피를 대상으로 하기때문에 수용액에 대한 적심현상이 일어나지 않는 수지판우에 전도성탄소잉크를 인쇄하여 제조하게 된다. 전도성탄소잉크는 인쇄한 후 전도성을 가지는 탄소물질의 현탁용액이며 그 인쇄방법에는 잉크분사식인쇄, 채인쇄, 복사인쇄, 3D인쇄 등 여러가지 방법이 있다.
채인쇄법은 전도성탄소잉크를 인쇄하여 1회용탄소전극을 제조하는데서 가장 편리하고 전극의 전도성을 충분히 보장할수 있도록 두께를 보장할수 있는 방법이다. 또한 탄소나노관(CNT)을 비롯한 탄소물질들과 결합제, 알맞는 용매의 결합은 전도성탄소잉크를 제조하는데서 원가가 눅고 공업화에 유리한 측면을 가지고있다.
우리는 전도성탄소잉크재료로서 CNT, 흑연, 탄소흑을 리용하였으며 지지체를 이루는 수지재료로는 에틸렌-초산비닐공중합체(EVA)/폴리에틸렌테레프탈라트(PET)수지를 리용하였다.
품질공학적방법으로 전극제조조건을 최적화하기 위하여 우선 단인자법을 리용하여 실험을 진행하였으며 이에 기초하여 인자들과 수준들을 정하고 직교실험을 진행하여 최적조건을 구하였다.
채인쇄법을 리용한 1회용탄소전극의 제조조건은 다음과 같이 얻어졌다.
우선 흑연 80mg, 탄소흑 10mg, CNT 10mg에 테르피네올과 에틸알콜을 각각 0.5mL 넣고 10분 초음파분산을 진행하여 전도성탄소잉크를 제조하였다.
다음 전도성탄소잉크로 1회용탄소전극을 채인쇄하고(크기 30×2mm, 두께 20㎛) 60℃에서 1h 건조, 180℃에서 30min 열처리하였으며 이때 전극의 전도도는 (3.8±0.1)×103S/m, 부착도는 0.96±0.01이였다. 이것은 그라펜을 리용한 탄소전극(전도도 874S/m, 부착도 0.95)과 비교해볼 때 더 좋은 특성을 가지는것으로 된다.
혈당계에 리용되는 수감부의 기초전극으로서 우의 크기와 두께로 인쇄하였을 때 전극의 전체 저항은 200Ω정도로서 도이췰란드산혈당계 Accu-Chek의 기초전극의 저항(180~200Ω)과 류사하였다.
이것은 우리가 제조한 1회용탄소전극을 혈당계수감부의 기초전극을 생산하는데 응용할수 있다는것을 보여준다.
