• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.211-212
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• 2012

ZnO submicron particles were grown on Au-catalyzed Si substrate by a vapor phase transport (VPT) growth process under different mixture gas ratio at growth temperature of $900^{\circ}C$. The structural and optical properties of the ZnO submicron particles were investigated by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), and photoluminescence (PL). The ZnO submicron particles could be clustered with the $O_2/Ar$ mixture gas ratio(%) higher than 10%, and it was mainly determined by the gas ambient. Particularly, when the $O_2/Ar$ mixture gas ratio was 30%, it was observed the ZnO submicron particles with diameters in the range of 125 to 500 nm and the narrowest full width at half maximum (FWHM) of XRD and PL spectra with $0.121^{\circ}$ and 92 meV, respectively. It was found that the structural and optical properties of the ZnO submicron particles were improved with increasing the $O_2/Ar$ mixture gas ratio through the XRD and PL spectra.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.310-317
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• 2023

Small-film-type ion sensors are garnering considerable interest in the fields of wearable healthcare and home-based monitoring systems. The performance of these sensors primarily relies on electrode capacitance, often employing nanocomposite materials composed of nano- and sub-micrometer particles. Traditional techniques for enhancing capacitance involve the creation of nanoparticles on film electrodes, which require cost-intensive and complex chemical synthesis processes, followed by additional coating optimization. In this study, we introduce a simple one-step electrochemical method for fabricating gold nanoparticles on a carbon nanotube (Au NP-CNT) electrode surface through cyclic voltammetry deposition. Furthermore, we assess the improvement in capacitance by distinguishing between the electrical double-layer capacitance and diffusion-controlled capacitance, thereby clarifying the principles underpinning the material design. The Au NP-CNT electrode maintains its stability and sensitivity for up to 50 d, signifying its potential for advanced ion sensing. Additionally, integration with a mobile wireless data system highlights the versatility of the sensor for health applications.

• 전기화학회지
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• 제10권2호
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• pp.150-154
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• 2007

본 연구에서는 8족 금속 원소인 오스뮴을 중심금속으로 일차아민을 포함하고 있는 피리딘 (pyridine) 화합물을 배위시켜 착화합물을 합성하였다. 합성된 오스뮴 착화합물은 $[Os(dme-bpy)_2(ap-im)Cl]^{+/2+}$을 순환전압전류법을 포함한 다양한 전기화학분석법을 이용하여 전기적인 성질을 조사하였다. 또한 합성된 일차 아민을 갖는 오스뮴 착화합물을 이용하여 당 측정용 바이오센서를 제작하기 위하여 금 나노입자(Cold nano-particles)를 전기적 흡착방법을 이용하여 스크린 인쇄방법으로 만든 탄소반죽 전극 (Screen Printed Carbon Electrodes, SPEs) 위에 고정화를 시켰다. 당과 당 분해효소(Glucose Oxidase, GOx)를 혼합하여 발생하는 산화촉매전류를 확인하였고, 당 농도에 따라 변화하는 산화촉매전류의 양도 확인하였다. 새롭게 만들어진 바이오센서는 1 mM 과 같은 낮은 농도에서 감응할 수 있는 바이오센서에 응용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.53-58
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• 2013

Superhydrophobic $SiO_2$ layers with a micro-nano hierarchical surface structure were prepared. $SiO_2$ layers deposited via an electrospray method combined with a sol-gel chemical route were rough on the microscale. Au particles were decorated on the surface of the microscale-rough $SiO_2$ layers by use of the photo-reduction process with different intensities ($0.11-1.9mW/cm^2$) and illumination times (60-240 sec) of ultraviolet light. With the aid of nanoscale Au nanoparticles, this consequently resulted in a micro-nano hierarchical surface structure. Subsequent fluorination treatment with a solution containing trichloro(1H,2H,2H,2H-perfluorooctyl)silane fluorinated the hierarchical $SiO_2$ layers. The change in surface roughness factor was in good agreement with that observed for the water contact angle, where the surface roughness factor developed as a measure needed to evaluate the degree of surface roughness. The resulting $SiO_2$ layers revealed excellent repellency toward various liquid droplets with different surface tensions ranging from 46 to 72.3 mN/m. Especially, the micro-nano hierarchical surface created at an illumination intensity of $0.11mW/cm^2$ and illumination time of 60 sec showed the largest water contact angle of $170^{\circ}$. Based on the Cassie-Baxter and Young-Dupre equations, the surface fraction and work of adhesion for the micronano hierarchical $SiO_2$ layers were evaluated. The work of adhesion was estimated to be less than $3{\times}10^{-3}N/m$ for all the liquid droplets. This exceptionally small work of adhesion is likely to be responsible for the strong repellency of the liquids to the micro-nano hierarchical $SiO_2$ layers.

• 방사선산업학회지
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• 제6권2호
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• pp.139-145
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• 2012

Gold nanoparticles (GNPs) have led to the development of a new field in the diagnosis and treatment of diseases such as cancer. An efficient synthesis of gold nanoparticles within the range of 8~57 nm was established by ${\gamma}-ray$ irradiation. The good point of a radiation-based method is the production of gold nanoparticles with a higher concentration and narrower size distribution compared with conventional methods. The size of gold nanoparticles was controlled using two methods. : (i) varying the ${\gamma}-ray$ irradiation dose of 10 to 25 kGy and (ii) varying the concentration of $HAuCl_4$ solution from 4 to 40 mM. In addition, the GNPs were radiolabeled using $[^{125}I]NaI$ in a simple and fast manner with high yields. The produced gold nanoparticles were characterized using a transmission electron microscopy (TEM), a UV-visible spectrophotometer, and a radio-TLC imaging scanner. From these results, these radiolabeled GNPs can be applicable for a radioisotope tag of biomolecules.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.373-378
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• 2021

본 연구는 땀에 존재하는 젖산을 연료로 사용하여 전기를 생산하는 웨어러블 연료전지용 고전력 젖산 산화효소 전극을 개발하는 데 그 목적이 있다. 유연성 있는 탄소종이 기반의 고정화효소 전극을 제작하고 평가하였다. 전해질 내 젖산농도 증가에 따라 젖산 산화효소(lactate oxidase, LOx)의 촉매작용으로 전류생성량이 증가하였다. 금 나노입자가 부착된 탄소종이에 고정화된 LOx가 탄소종이에 부착된 LOx보다 1.5배 많은 전류를 생성하였다. 빌리루빈 산화효소(bilirubin oxidase, BOD)가 고정화된 cathode는 질소로 퍼지(purge)된 전해질보다 산소로 포화된 전해질에서 높은 환원전류를 발생시켰다. 두 전극으로 구성된 연료전지를 제작하여 방전전류 변화에 따른 셀전압을 측정하였다. 방전 전류밀도 값이 66.7 ㎂/cm²에서 셀 전압은 0.5±0.0 V였고, 셀 전력량은 최대치인 33.8±2.5 ㎼/cm²를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.461-466
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• 2021

본 논문에서는 이동성이 좋고 경제적이며, 간편하게 일회용 진단칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅 한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode (SPCE)] 기반의 전압전류법 나노물질 융합형 바이오센서를 제작하여 폐암 조기진단에 활용 가능한 단백질 표지 인자 중에 하나인 heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1) 단백질의 농도를 정량 분석하고자 하였다. 먼저 SPCE 표면에 금 나노입자를 전기적으로 증착한 후 크로스링커를 이용하여 hnRNP A1에 특이적으로 결합할 수 있는 바이오리셉터인 DNA 압타머를 고정하였다. Ethanolamine을 블로킹 시약으로 사용하여 압타머와 함께 센서 표면에 고정하여 그 표면을 처리함으로써 비특이적인 생물질의 흡착에 의한 방해 신호를 최소화하고자 하였다. DNA칩과 hnRNP A1 용액을 접촉하여 DNA와 hnRNP A1을 결합시킨 후 alkaline phosphatase (ALP) 효소로 접합한 hnRNP A1 항체(anti-hnRNP A1)을 센서칩 표면으로 주입하여 샌드위치 복합체를 형성하고, 이를 기질인 4-aminophenyl phosphate (APP)와 효소-기질 특이적 산화 반응에 의한 전류 변화를 순환 전압전류법과 시차 펄스전압전류법으로 측정하여 단백질의 농도를 정량적으로 분석하였다. 상기 산화 반응에 의한 피크 전류 변화는 순환전압전류법과 시차 펄스 전압전류법을 사용할 때 -0.05와 -0.17 V (vs. Ag/AgCl) 전위 값에서 각각 일어났다. 개발한 나노바이오센서를 실제 정상인 혈청 시료 분석에 적용 가능함을 보여줌으로써 혈청 한 방울로 폐암의 조기진단 가능성을 제시하고자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.253-257
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• 2017

그래핀은 $sp^2$ 결합으로 이루어진 한 겹의 탄소 물질이며, 그래핀 본래의 우수한 물성으로 인해 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그래핀의 높은 전기전도도와 전하이동도로 인해서 (광)전자 소자 물질로 주목받고 있다. 화학적 도핑 과정을 통해 n 형과 p 형의 그래핀이 형성 가능하며 이를 이용하여 다양한 구조의 소자 형성이 가능하게 되었다. 본 연구에서 그래핀의 도핑 효과를 선택적으로 증대시키기 위해 유전영동 현상을 도입하였다. 주파수 10 kHz, $5V_{pp}$ (peak-to-peak voltage) 조건에서 유전 영동 현상을 이용하였을 때 금나노입자들이 전극 위치 주변으로 집중됨을 확인하였다. 그래핀의 도핑 효과를 라만 분광법과 전기적 물성 변화를 통하여 조사하였으며, 그래핀에 $AuCl_3$ 용액을 이용한 유전 영동 현상을 통하여, 그래핀 기반 소자의 국소적인 부분에 선택적으로 화학적 도핑이 가능함을 확인하였다. 이러한 연구는 그래핀 기반 소자와 interconnection 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-8
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• 2021

본 연구에서는 농약의 음성시료에서는 acetylcholinesterase와 acetylthiocholine을 반응시켜 +전하와 -전하를 가지는 thiocholine으로 분해되어 금 나노입자를 응집시켜 역 Y자 스트립상에서 청자색의 반응선(띠)을 형성하고 양성 시료에서는 생성시키지 않는 원리를 이용한 신속 농약 검출법을 개발하였다. 개발한 분석법은 유기인계 농약 말라옥손과 카바메이트계 농약 카보퓨란을 각각 10 ng/mL 수준까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며, 2종의 유기인계와 카바메이트계 농약(EPN, dichlorvos)에 대해 추가적으로 검출 한계를 확인한 결과에서도 10 ng/mL 수준까지 모두 검출 가능함을 확인할 수 있었다. 그러나 3종의 트리아진 계열의 농약과 각 1종의 피레스로이드, 카복사마이드, 페닐아마이드 및 유기염소계열의 농약에 대해서는 반응성이 없는 것으로 확인되어 유기인계와 카바메이트계 농약 분석에 적용이 가능한 것으로 확인되었다. 마지막으로, 임의로 오염시킨 농산물 시료를 대상으로 분석법의 회수율을 확인한 결과, 말라옥손에 대해서 96.4에서100.7%, 카보퓨란은 81에서112.7%의 회수율이 확인되어 본 연구에서 개발한 역 Y자 스트립을 농약 검출법으로 이용한다면 농산물과 농업환경 중 존재하는 유기인계 및 카바메이트계 잔류농약을 신속하게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.179-183
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• 2015

In this study, we propose a catalyst structure including enzyme and metal nano rod for glucose sensing. In the catalyst structure, glucose oxidase (GOx) and gold nano rod (GNR) are alternatingly immobilized on the surface of carbon nanotube (CNT), while poly(ethyleneimine) (PEI) is inserted in between the GOx and GNR to fortify their bonding and give them opposite polarization ($[GOx/GNR]_nPEI/CNT$). To investigate the impact of $[GOx/GNR]_nPEI/CNT$ on glucose sensing, some electrochemical measurements are carried out. Initially, their optimal layer is determined by using cyclic voltammogram and as a result of that, it is proved that $[GOx/GNR/PEI]_2/CNT$ is the best layer. Its glucose sensitivity is $13.315{\mu}AmM^{-1}cm^{-2}$. When it comes to the redox reaction mechanism of flavin adenine dinucleotide (FAD) within $[GOx/GNR/PEI]_2/CNT$, (i) oxygen plays a mediator role in moving electrons and protons generated by glucose oxidation reaction to those for the reduction reaction of FAD and (ii) glucose does not affect the redox reaction of FAD. It is also recognized that the $[GOx/GNR/PEI]_3/CNT$ is limited to the surface reaction and the reaction is quasi-reversible.