• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.255-264
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• 2013

$CoAl_2O_4$는 열적 및 화학적으로 매우 안정한 물질이며 독특한 광학적 특성으로 인해 도자기 제품, 유리, 페인트, 플라스틱을 장식하는 세라믹 착색제로 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 착체중합법(Polymerized complex method)과 고상합성법(Solid state reaction)을 이용하여 단상의 $CoAl_2O_4$ 청색 무기 안료를 합성하였고, 잉크젯 프린팅용 잉크로의 응용 시 노즐 막힘 및 분산안정성과 같은 문제점을 방지하기 위해 고에너지 밀링 공정 중 하나인 어트리션밀을 이용하여 입자를 미세화하였다. 밀링 공정은 직경 1 mm의 지르코니아 볼을 이용하여 BPR(Ball to powder weight ratio) 100 : 1, 800 rpm의 조건에서 3시간 동안 진행되었다. 합성된 안료는 XRD, FE-SEM, TEM, PSA, 그리고 CIE $L^*a^*b^*$ 측정을 통하여 어트리션밀링 전후의 특성을 분석하였다. XRD 측정 결과 단상의 $CoAl_2O_4$ 청색 무기 안료가 합성되었고, 고에너지 밀링 공정을 통하여 100~200 nm의 입자 크기를 가지는 청색 나노 무기 안료를 얻었다.

• 설비공학논문집
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• 제22권1호
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• pp.13-20
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• 2010

Airborne particulate matters have two modes of size distributions of coarse mode and fine mode. The coarse mode which is formed by break down mechanism of large particles has a peak around the $100\;{\mu}m$, and the fine mode formed by condensation and build up mechanism of evaporated vapors has a peak at several ${\mu}m$. The coarse mode particles can be removed easily by conventional collecting equipments such as a cyclone, an electrostatic precipitator, and a filter, however the fine mode particles can not be collected easily. Usually the fine mode particles are generated in the high temperature conditions especially through boilers and incinerators, so the high efficient and temperature filter is essential for the filtration. In this study, a nano ceramic filter for the removal of fine particles in the high temperature is developed and tested for several characteristics. The nano ceramic filter has double layer of micro and nano structure and the pressure drop and the filtration efficiency for $0.31\;{\mu}m$ at 3 cm/s are 15.45 mmAq, and 96.75%, respectively. The thermal conductivity is $0.038\;W/m{\cdot}K$, and the coefficient of water vapor permeability is $3.63\;g/m^2{\cdot}h{\cdot}mmHg$. It is considered that the sensible heat exchange rate is very poor because the low thermal conductivity but it has high potential to exchange latent heat.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.214-214
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• 2003

고체 고분자 전해질에 대한 연구는 1979년 wright와 Armand에 처음 시작된 이래로 지난 20여년간 연구가 계속적으로 지속되고 있다. 전지의 적용되기 위해 전해질이 갖추어야 할 조건중에 이온전도도가 상온에서 10-4 S/cm 이상의 전도도를 나타내야 하지만 지금까지 연구되고 있는 여러 고체 고분자 전해질은 이런 조건을 만족시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이런 상온에서의 이온 전도성을 향상시키기 위해 여러 종류의 실리카와 세라믹 계열의 첨가제를 첨가하여 이온전도성의 향상을 꾀하고자 하였다. 본 연구에서는 고체 고분자 전해질의 host polymer로써 분자량 400,000 의 Polyethylene oxide를 사용하였으며 Lithuim salt로는 Lithium (bisperfluroethylsulfonyl)imide(3M)를 기본적으로 사용하였다. 여기에 가소제의 역활로써 (3-cyanopropyl)methylsiloxane cyclics를 첨가하였고 표면그룹이 CH3와 OH기로 이루어진 기능성 나노 실리카를(<11nm)이용하여 함량별 전기 화학적 특성 및 기본 물성을 측정하였다. 기본적으로 이 네 가지 물질을 유기용매 Acetonitril에 잘 용해하여 Solid Casting방법으로 80-100 마이크로의 복합고분자 전해질을 제조하였다. Homogeneous하고 uniform한 필름 제조하기 위해 9$0^{\circ}C$에서 열처리를 24h 동안 실시하였다. 제조되어진 복합고분자전해질은 XRD를 통하여 결정성을 조사하였고 DSC를 이용하여 유리 전이온도 및 결정화도를 조사하였다. 복합고체고분자의 전기화학적 성질을 평가하기 위해 blocking electrode를 제작하여 임피던스 스펙트로 스코피를 이용하여 이온전도성을 측정하였다. 또한 복합 고분자 전해질의 온도의존성에 대해서도 조사하였다. 또한 실제 전지의 작동구간에서의 전해질의 안정성을 확인하기 위해 LSV를 측정하였고. Li metal을 사용하여 non-blocking electrode를 제작하여 복합고분자 전해질과의 계면저항을 측정하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.36-40
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• 2012

마이크로미터 크기의 역학적 공진기의 제작과 그 공진 주파수 변화를 이용하여 질량 변화량을 측정하는 방법에 대해 연구 하였다. 공진기의 공진 주파수를 측정하기 위해서 레이저의 간섭효과를 이용한 광학적 측정법을 사용하였는데 이 방법은 나노미터 스케일의 변위까지 감지할 수 있을 정도로 매우 감도가 높은 측정법이다. 공진기는 압전 세라믹(piezo ceramic) 위에 원자현미경(atomic force microscope)의 캔티레버를 붙여서 만들었는데 이 방법은 압전판이 캔티레버의 공진 주파수로 진동할 때 캔티레버의 변위가 가장 크게 변화됨을 이용한 것이다. 또한, 전자 빔 증착기(e-beam evaporation system)를 사용하여 금을 캔티레버 위에 증착하여 질량을 변화시킨 후에 질량 변화량에 따른 공진주파수의 변화량을 측정하였다. 이 공진기는 질량센서의 역할을 수행할 수 있으며 수 마이크로그램을 감지할 수 있는 감도를 가짐을 확인하였다.

• 세라미스트
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• 제22권3호
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• pp.281-300
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• 2019

Surface enhanced Raman scattering (SERS) was first discovered in 1974 by an unexpected Raman signal increase from Pyridine adsorbed on rough Ag electrode surfaces by the M. Fleishmann group. M. Moskovits group suggested that this phenomenon could be caused by surface plasmon resonance (SPR), which is a collective oscillation of free electrons at the surface of metal nanostructures by an external light source. After about 40 years, the SERS study has attracted great attention as a biomolecule analysis technology, and more than 2500 new papers and 500 review papers related to SERS topic have been published each year in recently. The advantages of biomaterials analysis using SERS are as follows; ① Molecular level analysis is possible based on unique fingerprint information of biomolecule, ② There is no photo-bleaching effect of the Raman reporters, allowing long-term monitoring of biomaterials compared to fluorescence microscopy, ③ SERS peak bandwidth is approximately 10 to 100 times narrower than fluorescence emission from organic phosphor or quantum dot, resulting in higher analysis accuracy, ④ Single excitation wavelength allows analysis of various biomaterials, ⑤ By utilizing near-infrared (NIR) SERS-activated nanostructures and NIR excitation lasers, auto-fluorescence noise in the visible wavelength range can be avoided from in vivo experiment and light damage in living cells can be minimized compared to visible lasers, ⑥ The weak Raman signal of the water molecule makes it easy to analyze biomaterials in aqueous solutions. For this reason, SERS is attracting attention as a next-generation non-invasive medical diagnostic device as well as substance analysis. In this review, the principles of SERS and various biomaterial analysis principles using SERS analysis will be introduced through recent research papers.

• 세라미스트
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• 제23권2호
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• pp.200-210
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• 2020

Supported catalysts are at the heart of manufacturing essential chemical, agricultural and pharmaceutical products. While the longevity of such systems is critically hinged on the durability of metal nanoparticles, the conventional deposition/dispersion techniques are difficult to enhance the stability of the metal nanoparticles due to the lack of control over the interaction between metal-support. Regarding this matter, ex-solution has begun to be recognized as one of the most promising methodologies to develop thermally and chemically robust nanoparticles. By dissolving desired catalysts as a cation form into a parent oxide, fine and uniformly distributed metal nano-catalysts can be subsequently grown in situ under reductive heat treatment, which is referred to ex-solution. Over the several years, ex-solved analog has resulted in tremendous progress in the chemical-electrochemical applications due to the exceptional robustness coupled with ease synthesis. Herein, we describe the ex-solution process in detail which therein introducing the unique characteristics of ex-solved particles that distinguish them from conventionally dispersed nanoparticles. We then go through the history of science regarding the ex-solution phenomena and summarize several major research achievements which embrace the ex-solved nanoparticles to markedly promote the catalytic performances. In conclusion, we address the remaining challenges and the future perspectives of this rapidly growing field.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.72-79
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• 2022

Piezoelectric energy harvesting technologies, which can be used to convert the electricity from the mechanical energy, have been developed in order to assist or power the wearable electronics. To realize non-toxic and biocompatible electronics, the lead-free (Ba_0.85Ca_0.15)(Ti_0.90Zr_0.10)O₃ (BCTZ) nanoparticles (NPs) are being studied with a great attention as flexible energy harvesting device. Herein, piezoelectric hybrid nanocomposites were fabricated using BCTZ NPs-embedded poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) [P(VDF-TrFE)] matrix to improve the performance of flexible energy harvester. Output performance of the fabricated energy device was investigated by the well-optimized measurement system during the periodically bending and releasing motions. The generated open-circuit voltage and the short-circuit current of the piezoelectric hybrid nanocomposite-based energy harvester reached up to ~15 V and ~1.1 ㎂, respectively; moreover, the instantaneous power of 3.5 ㎼ is determined from load voltage and current at the external load of 20 MΩ. This research is expected to cultivate a new approach to high-performance wearable self-powering electronics.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.205-211
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• 2022

GSV (Granule Spray in Vacuum)는 상온의 진공하에서 나노 크기의 치밀한 세라믹 코팅층을 형성하는 방법이다. 일반적으로, 단사정의 지르코니아는 1150℃에서 정방정으로 변태하며, 이때 6.5 %의 체적변화를 일으켜 치밀한 단사정의 지르코니아를 만들기 어렵다. 본 연구에서는 코팅 효율에 대한 두 가지 처리 변수의 효과를 조사하는 데 중점을 두었다. 아울러, 특별한 가열과정 없이 형성된 필름의 미세구조에 관찰하였다. 샘플 기판에 증착된 지르코니아 필름에 대한 X-ray diffractometer (XRD) 분석은 단사정 지르코니아 필름이 성공적으로 증착되었음을 보여주었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.13-20
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• 2023

마이크로 전자기계 시스템 공정에서 표면 처리는 공정 방법의 일환이자 디바이스에 자체적인 기능을 부여하는 역할을 한다. 특히 자기 조립 단분자층은 마이크로 전자기계 시스템 공정에서 표면 개질 및 기능화를 수행하는 표면처리 방법으로 침지 시간과 용액 농도에 따라 강도를 정밀하게 조절할 수 있는 유기 단분자막이다. 고분자 기판이나 금속/세라믹 부품에 자발적으로 흡착되어 형성되는 자기 조립 단분자층은 표면 특성의 개질 뿐만 아니라 나노스케일 단위의 높은 정밀도로 하여금 양산용 리소그래피 기술 및 초민감 유기/생체분자 센서에도 응용되고 있다. 본 논문에서는 마찰 특성의 조절부터 생체 분자의 탐침 기능까지 자기 조립 단분자층 기술이 발전되어 응용되고 있는 다양한 분야들에 대해 소개한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.