커피박 유래 금속–페놀 네트워크 나노입자를 이용한 망간 이온의 전기화학적 검출

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확장요약문

본 연구에서는 커피박 유래 금속–페놀 네트워크(MPN) 나노입자와 진동을 활용하여 수계 내 망간 이온 (Mn²⁺)을 고감도·선택적으로 검출하는 전기화학 센서를 개발하였다. 산업 배출로 수계에 유입되는 망간은 과도한 노출 시 신경계 및 생태계에 악영향을 미칠 수 있어 신속한 현장 모니터링이 필요하다. 이를 위해 커피박을 활용하여 MPN 나노입자를 제조하고, 소형 진동 모터를 결합한 스크린 인쇄 탄소 전극(SPCE) 기반 검출 플랫폼을 구성하였다. MPN 나노입자는 용액 내 망간 이온을 흡착하며, 진동은 망간을 흡착한 입자의 전극 표면으로의 전달을 촉진하여 망간 축적과 음극 박리 전압전류법(CSV) 신호를 향상시켰다. 개발된 센서는 1 nM의 망간 이온을 검출하였으며, 계산된 검출한계는 328.66 pM이었다. 또한 공존 이온 및 유기물에 대해 높은 선택성을 나타냈다. 본 연구는 커피박의 자원화와 진동 보조 물질 전달을 결합한 접근법으로, 고감도 망간 검출 및 환경 모니터링을 위한 활용 가능성을 제시한다.