과학연구

빗살형전극과 용량-수자변환기에 기초한 정밀용량수감장치의 구성과 유기용매속의 미량의 수분함량결정

 2026.4.10.

우리는 빗살형전극(IDE)과 마이크로용량기술을 리용하여 정밀용량수감장치를 구성하고 2~8범위의 유전률을 가지는 거의 모든 유기용매속의 미량의 수분함량결정을 위한 연구를 진행하였다. 높은 수분검출감도를 가지도록 적합한 IDE간격을 선택하기 위하여 IDE의 전극간격을 변화시키면서 서로 다른 유전률을 가진 각이한 유기용매들속의 수분함량에 따르는 용량을 측정하였다. 실험결과 간격이 20μm일 때 선택한 유기용매들의 수분함량-용량곡선에서 좋은 선형성과 큰 경사값이 만족되였다.

개발한 정밀용량수감장치는 1,4-디옥산과 탄산디에틸에스테르, 디에틸아민, 메틸4급부틸에테르, 피페리딘, 초산메틸에스테르, 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로푸란속의 수분에 대하여 검출한계가 0.003과 0.003, 0.004, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.999v/v%로서 감도가 높았으며 0.01~0.40v/v%의 범위내에서 수분함량에 따라 선형관계가 만족되였다. 8이하의 유전률을 가지는 유기용매들속의 미량의 수분함량측정결과는 칼피셔적정법으로 얻은 결과와 거의 일치하였다. 결과 개발한 수감장치를 리용하여 낮은 유전률을 가지는 거의 모든 유기용매들의 건조과정에 미량의 수분함량을 편리하게 실시간 감시할수 있다.

이상의 연구결과는 잡지《Indian Journal of Chemical Technology》(32, 85-91, 2025)에 《Construction of a precision capacitance sensing apparatus consisting of interdigital electrode and capacitance-to-digital converter for determination of trace water contents in organic solvents》(https://doi.org/10.56042/ijct.v32i1.5489)의 제목으로 출판되였다.