We developed a flexible polyaniline film with a one-dimensional nanopillar array to achieve high electrochemical performance of a pH sensor. Soft lithography was used to prepare a highly ordered nanopillar array substrate. Gold was deposited on the nanopillar surface using a sputtering process to provide high electrical conductivity. Electropolymerization of aniline monomers was next performed on the gold nanopillar arrays. The electrodeposition of polyaniline was systematically investigated by controlling the scan rate and cycle number using a cyclic voltammetry technique. Highly ordered nanopillar arrays of polyaniline films were obtained under optimized conditions. The as-obtained electrode exhibited excellent electrochemical sensing performance, including sensitivity, repeatability, selectivity, and long-term stability. In addition, the sensing performance of the electrode was maintained even under a mechanically bent state.

본 연구에서는 pH 센서의 우수한 전기화학적 성능을 위하여 1차원적 나노필라 어레이를 가진 유연한 폴리아닐린 필름 전극을 개발하였다. 소프트 리소그래피 방법을 사용하여 정밀하게 배열된 나노필라 어레이 기판을 제조하였다. 높은 전기적 전도성을 위해 스퍼터링 공정을 통한 나노필라 표면에 금을 증착시켰다. 이후, 금 나노필라 어레이 필름에 아닐린 단량체를 전기화학적으로 중합을 시켰다. 순환 전압전류법을 통한 폴리아닐린의 전기 증착은 주사 속도 및 순환 횟수를 조절함으로써 체계적으로 연구되었다. 상기 최적화 실험을 통하여 정밀하게 배열된 폴리아닐린 나노필라 어레이 전극을 제조하였다. 제작된 전극은 민감도, 반복성, 선택성, 내구성을 포함하여 우수한 전기화학적 센서 성능을 나타내었다. 또한, 기계적으로 구부러진 상태에서 전극의 센서 성능이 유지됨을 확인하였다.

Keywords: polyaniline, nanopillar, electrochemistry, pH sensor, electropolymerization.