• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1033-1041
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• 2012

본 논문에서는 석탄의 물리적 화학적 구조에 의한 직접탄소 연료전지 내부의 전기화학 반응 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 석탄의 구조, 표면적 및 기공체적, 작용기의 분포 등을 분석하기 위하여 다양한 분석 기법(TGA, XRD, BET, XPS)을 사용하였다. 석탄 내부에 존재하는 탄소의 강력한 결정구조는 연료의 비표면적 및 기공크기를 축소시켜 고 전류밀도 영역에서 급격한 포텐셜의 감소를 초래한다. 표면에 분포하는 작용기는 저전류 밀도 영역에서의 전기화학 반응에 영향을 미치며, 제한 전류밀도 및 최대 전력밀도는 전체 탄소의 양과 밀접한 상관관계를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 전해질의 물질전달 향상 및 작동온도에 의한 영향도 논하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.91-94
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• 2003

탄소재료는 높은 전기전도도 및 기계적 강도, 화학적 안정성, 큰 비표면적(1000~3000 $m^2$/g) 등의 특성 때문에 연료전지, 리튬이온 이차전지, 전기이중층 캐패시터(electric double layer capacitor, EDLC)의 전극활물질로 주목받고 있다[1]. 일반적으로 활성탄소섬유는 1000~3000 $m^2$/g의 비표면적을 갖기 때문에 종래의 필름 콘덴서와 세라믹 콘덴서에 비해 비약적인 고용량(체적당 수천 배, Farad급)을 얻을 수 있다. 전기이중층 캐패시터는 수명이 반영구적이며 사용온도의 범위가 넓고 안전하다는 장점을 지니고 있으며 이러한 캐패시터의 성능은 전극으로 사용되는 활성탄소 섬유의 비표면적, 세공의 크기, 구조 및 형태, 표면의 관능기 및 전기 전도도 등의 특성에 크게 좌우된다[1-3]. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.207-207
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• 1999

고분자 재료에 이온을 주입함으로서 소재 표면은 경도, 내마모, 내피로성의 기계적인 특성과 내부식성의 화학적 특성, 전기 전도도, 광학적 특성(Optical Density)의 물리적인 특성이 향상된다. 본 논문에서는 MPPO(Modified-Polyphenylene Oxide) 표면에 Ar, N2, He, H 이온을 50, 70, 100 KeV, Dose 1$\times$1014~1$\times$1017 ions/$ extrm{cm}^2$로 조사하였다. XPS와 RBS로 소재의 Binding Energy와 이온의 침투깊이, 분자 조성과 결합 상태 등의 특성을 관찰하였다. 표면 저항값은 1$\times$1011~6.7$\times$106($\Omega$/$\square$)으로 감소함으로서 전기 전도도가 향상되었고, Optical Density는 증가하여 전기적 특성과 광학적 특성간의 상관 관계가 있음을 보여준다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.272-273
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• 2015

DLC는 고경도, 화학적 안정성 및 고내식성, 내마모성 및 낮은 마찰계수로 인하여 여러 산업분야의 표면처리기술로 적용되고 있다. 하지만 DLC의 절연특성은 전기 산업 분야에 적용 한계가 있다. 이번 연구에서는 DLC를 연료전지 중 PEMFC(고체산화물 연료전지)의 금속 분리판 표면처리에 적용시키고자 하였으며, 높은 전도성과 고내식성의 Me-DLC박막 제작을 목표로 하였다. Cr을 Buffer layer로 하고 Cr과 DLC를 동시에 증착한 Cr-DLC 박막을 제작하였다. Cr-DLC코팅의 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 전기전도성을 확인하기 위하여 4-point probe system을 이용하여 측정하였으며, 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 1mole $H_2SO_4$ + 2 ppm HF 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, XPS를 통하여 Cr-DLC박막내의 구조적 특성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.613-613
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• 2013

그래핀은 저차원계 구조에서 기인하는 뛰어난 전기적, 물리적, 기계적 성질을 지니고 있어 실리콘 기반 기술을 대체할 전계 효과 트랜지스터 이외에도 투명전극, 초고용량 커패시터, 전계방출 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용 가능하다. 최근에는 이러한 응용 연구분야에서 그래핀과 탄소나노튜브 각각의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하기 위한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세이다. 이전 연구들에서 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide, RGO)을 이용한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조가 제작되었는데, 이는 RGO의 제작과정에서 복잡한 공정과 긴 합성과정이 요구될 뿐 아니라, 복합 물질에서 탄소나노튜브의 밀도 제어가 어렵다는 단점을 지닌다. 또한 현재까지 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 경우, 열 화학기상증착법으로 합성된 다층(few-layers)의 그래핀과 탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다 [1-6]. 본 연구에서는 우수한 전기적 특성을 가진 단층(monolayer)의 그래핀을 열 화학기상증착법으로 합성한 후, 그래핀 위에 단일벽 탄소나노튜브를 성장시킴으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경과 라만 분광기 측정을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경과 X선 광전자 분광법을 통해 확인하였다. 또한 그래핀 기반의 전계 효과 트랜지스터의 경우, 상온에서 그래핀은 우수한 전하 이동도를 가지며 웨이퍼 스케일에서 제작하기 쉬우나 밴드 갭이 없으므로 높은 Ion/Ioff를 가지는 그래핀 기반의 트랜지스터를 만드는 것이 과제이다. 반면 탄소나노튜브는 큰 에너지 갭을 가지고 있으므로 높은 Ion/Ioff를 구현하는 소자 제작이 가능하다. 그리하여 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 소자 제작을 통해 전기적 특성을 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2012

탄소나노튜브와 그래핀 소재는 나노 스케일의 탄소를 대표하는 소재로서 전기적, 기계적인 특성이 뛰어나며, 화학적으로 안정하고, 환경 친화성을 가지고 있다. 탄소나노튜브의 경우 전기적으로 도체 및 반도체성을 가지고 있을 뿐만이 아니라 직경이 최소 1 nm 수준으로 종횡비 및 비표면적이 매우 큰 특성을 가지고 있어서 차세대 정보 전자소재, 고효율 에너지 소재, 고기능성 복합소재, 친환경 소재 등의 분야에서 많은 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 그래핀의 경우 실리콘의 100배에 이르는 전하 이동도, 구리의 100배에 이르는 전류밀도를 가지며, 열전도도 및 내화학성이 뛰어나고 다양한 화학적 기능화가 가능할 뿐 아니라 뛰어난 유연성과 신축성을 보이면서 그래핀 자체의 물리화적 특성구명과 더불어 투명전극, 반도체, 에너지 전극, 구조체, 가스 베리어 등의 응용연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 최근의 나노카본 기반의 투명전극 및 기체 차단 필름의 연구 개발동향 등에 대해 발표하고자 한다.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.599-605
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• 2012

기상중합으로 제조된 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) 박막을 다양한 금속 알콕사이드 졸 용액으로 후처리하여 내용제성, 내스크래치성, 연필경도와 같은 물리화학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 기상중합으로 제조된 PEDOT 층위에 금속 알콕사이드의 졸-젤 공정으로부터 유도된 금속 산화막이 형성되어 전기적 특성의 큰 손실 없이 기계적 물성을 증대시킬 수 있었다. 금속 알콕사이드 졸은 다양한 기능기를 가지는 실리콘 및 티타늄계 알콕사이드 화합물을 사용하였다. 이 중에서 tetraethyl orthosilicate를 기반으로 한 금속 알콕사이드 졸을 사용한 경우의 PEDOT-금속산화물 복합 박막이 표면저항, 투과도 및 다양한 물리화학적 물성 관점에서 가장 우수하였다. PEDOT-금속산화물 복합 박막의 전기적, 광학적, 물리화학적 특성 관점에서의 최적화를 위하여 금속 알콕사이드 졸의 함량, 산화제 함량, 후처리 후의 건조온도에 따른 효과를 살펴보았다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.500-504
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• 2010

다중벽 탄소 나노튜브(Carbon nanotube, MWNTs)의 우수한 전기적 기계적 특성과 폴리우레탄의 우수한 기계적 물성을 이용하여 우수한 전기 전도성 복합체를 제조하기 위하여 말단기가 polyurethane로 기능화 된 탄소 나노튜브(PU-g-MWNTs)를 제조하였다. 말단기에 형성된 폴리우레탄과 고분자 메트릭스 간의 상용성으로 인한 계면 접합력으로 인해 기능화된 CNT 복합체 기능화 되지 않은 CNT에 비해 우수한 분산성을 나타내었다. PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기 전도성을 PU-g-MWNT의 농도에 따라 측정하였으며 percolation threshold 이론에 의해 해석하였다. 그 결과 PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기전도성은 임계농도 0.78 wt%과 임계지수 0.945를 가짐을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권2호
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• pp.112-118
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• 2007

EPDM을 결합재로 사용하고, HRP를 고정시켜 과산화수소 정량을 위한 탄소반죽전극을 제작하고, 바이오센서로서 실용화 가능성을 살펴보기 위하여 전기화학적 특성을 고찰하였다. 실험 농도 영역에서 신호의 Lineweaver-Burk 도시가 보여준 좋은 직선성은 촉매력이 효과적으로 발휘될 수 있도록 EPDM이 전극 물질 속에서 HRP를 잘 고정하고 있음을 보여 주었으며, 이는 EPDM이 전극물질 결합재로 활용될 수 있음을 말하는 것이다. 전극은 낮은 전극전위($0.0\sim-1.0$ V vs. Ag/AgCl)에서 작동하였으며, 이 때 얻어진 신호는 높은 감도와 재현성을 보여 주었다. 특히 건조된 고무의 기계적 안정성은 탄소반죽 전극 실용화의 난제였던 실리콘 오일 결합재의 대체가능성을 열어주었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2009

탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 성질과 큰 비표면적인 구조적인 특성에 기인하여 전자방출원 수직 소자에서의 interconnection, 에너지 저장 소자에서의 전극재료 및 고감도센서 등 다양한 분야로의 응용이 예상되고 있다 [1]. 본 연구에서는 이러한 응용을 위한 계면제어 측면제어 측면에서, 고전도성을 확보하기 위하여 금속 기판 위에 수직배향 탄소나노튜브(VCNT)를 직접 성장시키고자 하였다.