Nano ISE sensors - 나노 이온(ISE) 센서
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Nano ISE sensors
Nano ION 2.5 - Ultra small dimensions
이온선택성 전극(ISE)을 이용한 정밀 이온 농도 측정
- 사용이 간편함
- 시료 및 시약 사용량 최소화
- 다른 mV 미터 / 이온 미터와 호환 가능
- 기준전극(Reference Electrode)과 함께 사용 가능
- 다른 mV / 이온 미터와 호환 가능
- 고체 상태(Solid State) 전극
- 빛의 세기 변화에 영향을 받지 않음
- 유지보수가 필요 없음
탄소 나노튜브 마이크로전극
(Carbon nanotube microelectrodes)
"초소량 시료에서도 구현되는 초소형·고성능 측정 기술"
제품 개요
NT Sensors의 Nano ISE / Nano ION 2.5는 특정 이온에 선택적으로 반응하는 이온선택성 전극(Ion Selective Electrode, ISE)입니다. 탄소나노튜브(Carbon Nanotube) 기반의 초소형 고체형 전극 기술을 적용하여, 기존 ISE의 전기화학적 측정 원리를 유지하면서도 약 2.5 mm의 초소형 크기로 제작되었습니다.
시료의 양이 매우 적거나 센서를 설치할 공간이 제한된 환경에서 효과적으로 사용할 수 있습니다. NT Sensors는 Nano ION 2.5를 초소량 시료(ultra-low volume) 측정을 위한 Half-cell microelectrode로 설명하고 있습니다.
특히 아주 적은 양의 시료나 좁은 공간에서 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, NO₃⁻, Cl⁻ 등 특정 이온을 선택적으로 측정할 수 있다는 것이 핵심입니다.
측정 원리
Nano ISE는 전위차법(Potentiometry)을 이용하여 용액 속 특정 이온의 농도를 측정합니다.
측정하고자 하는 이온에 선택적으로 반응하는 Nano ISE(측정전극)와 안정적인 기준 전위를 제공하는 Reference Electrode(기준전극)를 동일한 시료에 넣고 두 전극 사이에서 발생하는 전위차(mV)를 측정합니다.
이온 농도 변화 → 전극 전위 변화 → 전위차(mV) 측정 → 농도 계산
Nano ISE의 전극 전위는 대상 이온의 농도에 대해 로그 관계로 변화하며, 이를 이용하여 측정된 전위값을 이온 농도로 환산합니다. 이러한 특성은 일반적으로 Nernstian response(네른스트 응답)로 설명됩니다.
Nano ISE와 기준전극의 역할
Nano ISE는 Half-cell(반전지) 전극이므로 단독으로 사용하는 것이 아니라 기준전극과 함께 사용해야 완전한 전기화학 셀을 구성할 수 있습니다.
- Nano ISE : 측정하고자 하는 특정 이온에 선택적으로 반응하여 전위 변화를 발생
- Reference Electrode : 안정적이고 일정한 기준 전위를 제공
- Ion/mV Meter : 두 전극 사이의 전위차를 측정하고 교정된 값을 이용하여 이온 농도로 환산
NT Sensors의 Nano ION 2.5는 일반적인 기준전극 또는 전용 Nano Reference Electrode와 함께 사용할 수 있습니다.
초소형 탄소나노튜브 전극 기술
Nano ION 2.5는 Carbon Nanotube(탄소나노튜브) 기반의 고체형 미세전극입니다.
전극을 약 2.5 mm 수준으로 소형화하여 기존 센서가 접근하기 어려운 작은 용기나 협소한 공간에서도 측정할 수 있으며, 시료 및 시약의 소비량을 최소화할 수 있습니다.
적용 분야
- 수질 및 환경 분석
상수·하수·폐수 및 환경 시료의 이온 농도 분석
- 식품 및 음료 분석
식품, 음료 및 원료의 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻ 등의 이온 분석 및 품질관리 - 제약·바이오 분석
의약품 및 바이오 시료의 이온 농도 분석과 품질관리 - 화학 분석
화학용액 및 공정 시료의 특정 이온 농도 측정 - 연구·실험실 분석
다양한 연구용 시료의 정밀 이온 분석 및 실험실 연구 - 소형 분석 시스템
초소형 센서 크기를 활용한 소형·휴대형 분석장비 및 장치 - 극소량 시료 분석
약 2.5 mm 초소형 전극을 이용하여 시료 및 시약 사용량을 최소화한 초소량 분석 - 자동화 분석 시스템
ISE 기술을 기반으로 한 자동 측정·교정 시스템 및 PLC/SCADA 연동 분석 시스템
Nano ISE 주요 측정범위
| 센서 | 측정 이온 | 농도 측정범위 |
| Nano Lithium | Li⁺ | 0.1 ~ 5,000 mg/L |
| Nano Ammonium | NH₄⁺ | 0.09 ~ 9,000 mg/L |
| Nano Fluoride | F⁻ | 0.02 ~ 19,000 mg/L |
| Nano Sodium | Na⁺ | 2.3 ~ 23,000 mg/L |
| Nano Magnesium | Mg²⁺ | 2.4 ~ 2,400 mg/L |
| Nano Chloride | Cl⁻ | 1.3 ~ 35,000 mg/L |
| Nano Potassium | K⁺ | 0.3 ~ 39,000 mg/L |
| Nano Calcium | Ca²⁺ | 0.4 ~ 4,000 mg/L |
| Nano Nitrate | NO₃⁻ | 0.6 ~ 31,000 mg/L |
| Nano Bromide | Br⁻ | 0.4 ~ 8,000 mg/L |
| Nano Iodide | I⁻ | 0.1 ~ 10,000 mg/L |
| Nano Perchlorate | ClO₄⁻ | 1 ~ 10,000 mg/L |
| Nano Copper | Cu²⁺ | 0.06 ~ 3,000 mg/L |
| Nano pH | H⁺ | pH 0 ~ 14 |
각 범위는 해당 이온용 ISE에 제시한 범위이며, 실제 사용 가능한 정확한 측정범위는 시료 조성, 간섭이온, pH, 온도, calibration point 등에 따라 달라질 수 있습니다.
측정 가능한 이온
Nano ISE 센서 제품군에는 다음과 같은 이온들이 포함되어 있습니다.
| 이온 | 화학식 | Nano ISE |
| 수소이온 / pH | H⁺ | ○ |
| 리튬 | Li⁺ | ○ |
| 암모늄 | NH₄⁺ | ○ |
| 불소 | F⁻ | ○ |
| 나트륨 | Na⁺ | ○ |
| 마그네슘 | Mg²⁺ | ○ |
| 염화물 | Cl⁻ | ○ |
| 칼륨 | K⁺ | ○ |
| 칼슘 | Ca²⁺ | ○ |
| 질산염 | NO₃⁻ | ○ |
| 아질산염 | NO₂⁻ | ○ |
| 브로마이드 | Br⁻ | ○ |
| 아이오다이드 | I⁻ | ○ |
| 과염소산염 | ClO₄⁻ | ○ |
| 구리 | Cu²⁺ | ○ |
즉, 수질분석뿐 아니라 식품, 농업, 제약, 화학공정, 연구실 등 다양한 수용액의 이온 분석에 사용할 수 있습니다.
제품 사양
| 항 목 | 내 용 |
| 전극 형태 | Half-cell microelectrode |
| 감응 기술 | Carbon nanotube 기반 |
| Body | PVC |
| 지름 | 2.5 mm |
| 길이 | 45 mm |
| 커넥터 핀 | 1 mm |
| 최대 침수 깊이 | 15 mm |
| 형태 | Solid-state |
| 기준전극 | 별도 필요함 |
