탄소섬유/금속 나노입자 하이브리드 구조는 에너지 저장, 고성능 복합재, 생의학적 도구 등 다양한 분야에서 널리 연구되는 재료 조합이다. 다목적 탄소섬유/금 나노입자 구조는 지속가능성 문제를 해결하기 위해 친환경적이고 에너지 효율적인 제작 공정을 사용하여 준비하였다. 먼저, 셀룰로오스 섬유를 친환경 리오셀(lyocell) 공정으로 제조하였다. 본 연구는 고함량의 셀룰로오스, 엄격한 펄프 용해 조건, 개질 방사 및 열 연신 공정을 통해 리오셀 섬유의 높은 기계적 강도를 확보하였다. 이어서, 리오셀 섬유를 5% 인장 하에서 안정화하고 탄화하여 탄소섬유로 전환하였으며, 그 결과 높은 기계적 강도와 영률(Young’s modulus)을 얻었다. 마지막으로, 금 나노입자를 리오셀 기반 탄소섬유 표면에 전기화학적으로 증착하였다. 탄소섬유/금 나노입자 시스템의 전기화학적 특성은 나노구조화된 금 입자들의 높은 표면적에 의해 현저하게 향상되었다. 무독성 재료 선택에서 비롯된 향상된 전기화학적 특성과 생체적합성은, 대표적인 전기화학 바이오센서인 도파민(dopamine) 검출을 위한 탄소섬유/금 나노입자를 가능하게 하였다. 검출 결과는 하이브리드 구조가 도파민 감지에 대해 높은 감도와 선택성을 제공함을 보여주었다. 전반적으로, 이러한 제작 전략은 친환경적이며 지속가능한 발전 요구를 충족하기 위한 수많은 응용 기회를 열어준다.

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