• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.345-350
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• 2018

Nanomaterials have considerable potential to solve several key challenges in various electrochemical devices, such as fuel cells. However, the use of nanoparticles in high-temperature devices like solid-oxide fuel cells (SOFCs) is considered problematic because the nanostructured surface typically prepared by deposition techniques may easily coarsen and thus deactivate, especially when used in high-temperature redox conditions. Herein we report the synthesis of a self-regenerated Pd metal nanoparticle on the perovskite oxide anode surface for SOFCs that exhibit self-recovery from their degradation in redox cycle and $CH_4$ fuel running. Using Pd-doped perovskite, $La(Sr)Fe(Mn,Pd)O_3$, as an anode, fairly high maximum power densities of 0.5 and $0.2cm^{-2}$ were achieved at 1,073 K in $H_2$ and $CH_4$ respectively, despite using thick electrolyte support-type cell. Long-term stability was also examined in $CH_4$ and the redox cycle, when the anode is exposed to air. The cell with Pd-doped perovskite anode had high tolerance against re-oxidation and recovered the behavior of anodic performance from catalytic degradation. This recovery of power density can be explained by the surface segregation of Pd nanoparticles, which are self-recovered via re-oxidation and reduction. In addition, self-recovery of the anode by oxidation treatment was confirmed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).

• Journal of Magnetics
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• 제18권4호
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• pp.391-394
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• 2013

In this study, nickel-zinc ferrite nanoparticles, with the chemical formula of $Ni_{0.3}Zn_{0.7-x}Cu_xFe_2O_4$ (where x = 0.1- 0.6 by step 0.1), were fabricated by the sol-gel method. The effect of copper substitution on the phase formation and crystal structure of the sample was investigated by X-ray diffraction (XRD), thermo-gravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA), Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The XRD result shows that due to the reduction of Zn content,the crystallite size of the sample increased. The results of the vibration sample magnetometer (VSM) exhibit an increase in saturation magnetization value (Ms) for samples with x ${\leq}$ 0.3 and a linear decrease for samples with x > 0.3. The variation of saturation magnetization and coercivity of the samples were then studied.

• 한국재료학회지
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• 제31권12호
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• pp.677-681
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• 2021

The Mn-Zn ferrite powders were prepared by high energy ball milling, then compacted and sintered at various temperatures to assess their sintering behavior and magnetic properties. The initial ferrite powders were spherical in shape with the size of approximately 70 ㎛. After 3 h of ball milling at 300 rpm, aggregated powders ~230 nm in size and composed of ~15 nm nanoparticles were formed. The milled powders had a density of ~70 % when compacted at 490 MPa for 3 min. In the samples subsequently sintered at 1,273 K ~ 1,673 K for 3 h, the MnZnFe₂O₄ phase was detected. The density of the sintered samples had a tendency to increase with increasing sintering temperature up to 1,473 K, which produced the highest density of 98 %. On the other hand, the sample sintered at 1,373 K had the highest micro-hardness of approximately 610 Hv, which is due to much finer grains.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권4호
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• pp.1195-1198
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• 2013

Nickel hexacyanoferrate supported palladium nanoparticles (Pd-NiHCF NPs) were synthesized and studied for oxygen reduction reactions in direct methanol fuel cell. The NiHCF support was readily synthesized by a comixing of $Ni(OCOCH_3)_2$ and equimolar $K_3[Fe(CN)_6]$ solution into DI water under rigorous stirring. After the preparation of NiHCF support, Pd NPs were loaded on NiHCF via L-ascorbic acid reduction method at $80^{\circ}C$. Pd-NiHCF NPs were electrochemically active for oxygen reduction reaction in 0.1 M $HClO_4$ solution. X-ray absorption near edge structure analysis was conducted to measure the white line intensity of Pd-NiHCF to verify the OH adsorption. As a comparison, carbon supported Pd NPs exhibited same white line intensity. This study provides a general synthetic approach to easily load Pd NPs on porous coordination polymers such as NiHCF and can provide further light to load Pd based alloy NPs on NiHCF framework.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권20호
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• pp.8981-8985
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• 2014

Objective: To explore the effect of lysine-coated oxide magnetic nanoparticles (Lys@MNPs) on viability and apoptosis of A549 lung cancer cells. Methods: Transmission electron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and Zeta potentiometric analyzer were employed to characterize Lys@MNPs. Then Lys@MNPs and lung cancer A549 cells were co-cultured to study the effect of Lys@MNPs on cell viability and apoptosis. The pathway of Lys@MNPs entering A549 cells was detected by TEM and cell imaging by 1.5 T MRI. Results: Lys@MNPs were 10.2 nm in grain diameter, characterized by small size, positive charge, and superparamagnetism. Under low-dose concentration of Lys@MNPs (< $40{\mu}g/mL$), the survival rate of A549 cells was decreased but remained higher than 95% while under high-dose concentration ($100{\mu}g/mL$), the survival ratewas still higher than 80%, which suggested Lys@MNPs had limited influence on the viability of A549 cells, with good biocompatibility and and no induction of apoptosis. Moreover, high affinity for cytomembranes, was demonstrated presenting good imaging effects. Conclusion: Lys@MNPs can be regarded as a good MRI negative contrast agents, with promising prospects in biomedicine.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.24-27
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• 2009

Solid-state dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been constructed employing supramolecular electrolytes with multiple hydrogen bonding. A supramolecule was facilely synthesized by one-pot reaction between the amines of methyl isocytosine (MIC) and the epoxy groups of poly(ethylene glycol diglycidyl ether) (PEGDGE) to produce quadruple hydrogen bonding units. Hydrogen bonding interactions and dissolution behavior of salt in supramolecular electrolytes are investigated. The ionic conductivity of the supramolecular electrolytes with ionic liquid, i.e. 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (MPII) reaches $8.5{\times}10^{-5}$ S/cm at room temperature, which is higher than that with metal salt (KI). A worm-like morphology is observed in the FE-SEM micrographs of $TiO_2$ nanoporous layer, due to the connection of $TiO_2$ nanoparticles resulting from adequate coating by electrolytes. DSSCs employing the supramolecular electrolytes with MPII and KI exhibit an energy conversion efficiency of 2.5 % and 0.5 %, respectively, at 100 $mW/cm^2$, indicating the importance of the cation of salt. Solar cell performances were further improved up to 3.7 % upon introduction of poly(ethylene glycol dimethyl ether) (PEGDME) with 500 g/mol.

• 한국자기학회지
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• 제18권3호
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• pp.120-125
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• 2008

여러 가지 다른 조성의 NiCoZn ferrite를 공침법으로 제조한 후 소결온도를 변화시켜 NiCoZn ferrite 미분말을 제조하였다. 제조된 미분말의 미세조직, 결정구조 및 전기적 특성을 분석하였고, 복합형 NiCoZn ferrite 전파흡수체를 제작하여 전파흡수 특성을 분석하였다. 합성한 미분말들은 전형적인 NiCoZn spinel 구조를 지니고 있음을 확인하였고, 입자 크기가 평균 40 nm의 나노분말을 가짐을 알 수 있었다. NiCoZn ferrite를 소결온도를 달리하여 제조한 결과, $1250^{\circ}C$에서 소결된 NiCoZn ferrite가 불순물이 적고 초투자율 및 Q 값이 가장 낮게 나왔다. 또한 S-parameter를 측정하여 반사 감쇠율을 계산한 결과 두께 2 mm인 $(Ni_{0.4}Co_{0.1}Zn_{0.5})Fe_2O_4$ 조성의 시트형 전파흡수체는 6 GHz의 주파수 대역에서 -3.1 dB의 반사 감쇠율을 보여주었다. 이런 측정 결과 6 GHz 이상의 고주파 영역에서 복합 ferrite 전파흡수체로서 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.200-205
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• 2016

본 연구에서는 최근 많은 분야에서 응용되고 있는 형광물질인 양자점을 생명고분자인 키토산과 반응시켜 얻은 나노입자와 금속성 골드 나노입자, 그리고 실버 나노입자로 외부를 코팅하여 나노약물 전달체를 얻을 수 있었다. 키토산은 생체고분자로써 무독성이며 인체적합성 고분자이다. 양자점은 2~10 nm의 크기를 가지는 반도체성 나노입자이다. 양자점은 생명분자나 생명단백질의 비슷한 크기를 갖으며, 그 크기에 따라 알맞은 가시광선 영역의 빛을 발산할 수 있도록 조절 가능하므로, 세포 바이오 마킹, 약물전달체 등에 효과적으로 쓰일 수 있다. 따라서 키토산 나노입자 말단의 아민기와 양자점의 카르복실기가 아미드결합을 형성하여 반응하게 조절하였다. 양자점의 독성을 완화시키기 위해 코팅재료로 사용된 금속성 나노입자 중 골드나노입자는 약 5~10 nm의 크기를 가지고 있고, 인체에 무해하고 음전하를 띄어서 양전하를 띈 고분자와 쉽게 복합체를 형성할 수 있는 장점이 있다. 향균성으로 잘 알려진 실버나노입자는 약 5 nm의 크기를 가지고 있고, 은 나노입자로 코팅을 하면 미생물 감염을 미리 방지 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 만들어진 QDs-키토산-골드 & QDs-키토산-실버 나노쉘의 입자크기는 약 100 nm의 크기를 갖었으며, 목적하는 바 형광특성을 잘 보여주고 있었다. 이러한 입자들은 정전기적 상호작용에 의하여 각각 골드나노입자와 실버나노입자로 코팅되어 나노 약물전달체로 완성할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제26권2호
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• pp.101-110
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• 2013

나노크기 매킨나와이트(nanocrystalline mackinawite, FeS)는 높은 비표면적을 지닌 반응성 높은 광물로, 오염된 지하수나 토양의 복원을 위해 널리 사용된다. 또한 매킨나와이트는 혐기성 부식반응에 대해 열역학적으로 안정하고, 황산염 환원미생물의 대사에 의해 재생된다는 장점이 있다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 지하수 흐름에 의해 멀리 확산되거나 입자집적이 일어나 대수층 공극을 막는다. 따라서 현장복원을 위한 투과반응벽(permeable reactive barrier)의 설치를 위해서 나노크기 매킨나와이트에 대한 변형이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 코팅법을 활용해 매킨나와이트 나노입자를 알루미나(alumina, $Al_2O_3$) 및 활성알루미나(activated alumina) 표면에 증착시켰다. 매킨나와이트의 코팅량은 pH에 따라 현저히 달랐으며, 두 종의 알루미나 모두 약 pH 6.9에서 최대 코팅이 관찰되었다. 이 pH에서 알루미나와 매킨나와이트는 반대의 표면전하(surface charge)를 띠어 두 광물 간 정전기적 인력이 발생하고, 이로 인해 효율적인 코팅이 일어났다. 이 pH에서 알루미나 및 활성 알루미나에 의한 코팅량은 각각 0.038 $mmol{\cdot}FeS/g$과 0.114 $mmol{\cdot}FeS/g$이었다. 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 알루미나 및 활성 알루미나, 그리고 최적 pH에서 코팅된 알루미나 및 활성 알루미나를 사용해 아비산염(arsenite) 흡착실험을 수행했다. 코팅되지 않은 활성 알루미나는 코팅되지 않은 알루미나와 비교해 단위질량당 높은 아비산염의 제거를 보여주었으나, 매킨나와이트의 코팅에 의한 흡착량 증가를 보이지 않았다. 활성 알루미나는 높은 비표면적을 지니고 있어 반응성 높은 수산화작용기(hydroxyl functional group)가 다수 존재했고, 이로 인해 코팅된 매킨나와이트에 의한 아비산염의 제거가 중요하지 않았다. 반면 알루미나는 매킨나와이트 코팅에 의해 향상된 아비산염의 제거율을 보였는데, 이것은 알루미나에 존재한 수산화작용기가 아비산염과의 표면배위결합(surface complexation)에 소모되고, 코팅된 매킨나와이트에 의한 부가적인 흡착이 일어났기 때문이다. 코팅된 알루미나는 이전에 연구된 코팅된 실리카와 비교해보면 단위 비표면적당 매킨나와이트의 코팅량이 약 8배 높았으며, 더 높은 아비산염에 대한 흡착력을 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 코팅된 알루미나는 투과반응벽의 설치에 적합한 물질이고, 특히 아비산염으로 오염된 지하수의 정화에 유용하게 적용될 수 있음을 지시하고 있다.