• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.6
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• pp.684-689
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• 2021

In this paper, we develop a cost effective and disposable voltammetric sensing platform involving screen-printed carbon electrode (SPCE) modified with the nanocomposites composed of multi-walled carbon nanotubes, polyelectrolyte, and tyrosinase for bisphenol A. This is known as an endocrine disruptor which is also related to chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular and female reproductive diseases, precocious puberty, and infertility. A negatively charged oxidized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) wrapped with a positively charged polyelectrolyte, e.g., polydiallyldimethylammonium, was first wrapped with a negatively charged tyrosinae layer via electrostatic interaction and assembled onto oxygen plasma treated SPCE. The nanocomposite modified SPCE was then immersed into different concentrations of bisphenol A for a given time where the tyrosinase reacted with OH group in the bisphenol A to produce the product, 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone). Cyclic and differential pulse voltammetries at the potential of -0.08 V vs. Ag/AgCl was employed and peak current changes responsible to the reduction of 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone) were measured which linearly increased with respect to the bisphenol A concentration. In addition, the SPCE based sensor showed excellent selectivity toward an interferent agent, bisphenol S, which has a very similar structure. Finally, the sensor was applied to the analysis of bisphenol A present in an environmental sample solution prepared in our laboratory.

• 전기의세계
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• v.59 no.6
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• pp.30-36
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• 2010

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.133.1-133.1
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• 2014

이 발표에서 우리는 수백 나노미터 크기인 두 개의 나노 금속 원반 또는 나노 블록이 백 나노미터 이하의 간격으로 결합된 초미세 이중 금속 플라즈몬 광공진기를 제안하고 그 응용을 살펴본다. 원반구조 경우, 반지름이 476 nm인 나노원반 두 개가 100 nm 두께의 유전체 원반의 양쪽에 위치하여 1550 nm 공진파장을 가진 표면 플라즈몬 whispering-gallery-mode (WGM)을 유전체 내에 형성한다. 유전체의 두께를 일정하게 유지할 경우, WGM의 공진파장은 원반의 반지름에 따라 줄어든다. 반면, 반지름이 일정할 때에는 두 금속 원반 사이의 유전체 두께가 줄어듦에 따라 두 금속 원반 사이에 작용하는 표면 플라즈몬의 결합이 강해져서 공진파장이 길어진다. 따라서, 일반적으로 공진기의 크기가 줄어듦에 따라 공진파장이 짧아지는 것과 달리, 제안된 원반구조에서 발생하는 WGM는 원반의 반지름과 유전체의 두께를 함께 줄여도 공진파장이 동일하게 유지되는 차별화된 특성을 가지고 있다. 최종적으로 같은 공진파장을 가지는 WGM를 반지름 88 m, 유전체 두께 10 nm의 공진기에서도 여기시킬 수 있음으로, 모드부피(V)를 1/160으로 줄일 수 있다. 이에 비해, 공진모드의 품위값(Q)은 증가된 금속의 흡수손실에 의해 1/3정도 줄어듦으로써, 공진기와 물질의 상호작용 정도를 보여주는 Q/V값은 크기가 줄어든 공진기에서 오히려 50배 가량 증가함을 확인할 수 있다. 이 같은 초미세 플라즈몬 공진기는 매우 작은 굴절율 센서로서 응용을 가지고 있으며, 1160 nm/(단위 굴절율 변화)의 높은 민감도를 보인다. 한편, $200{\times}150{\times}100nm3$의 크기를 가진 두 개의 금속 나노블록이 10 nm의 공기 간격을 가지고 결합된 나노 공진기는, 공기 간격 내에 강하게 집적된 838 nm의 공진파장을 가진 플라즈몬 공진기 모드를 여기시킨다. 제안된 공진모드는 공기간격이 줄어듦에 따라 공진파장이 급격하게 증가하는 특성을 가지므로 옹스토롬 정도의 분해능을 가진 두께 변화 센서로 응용할 수 있다. 예를 들어, 공기간격 2 nm에서는 1A 두께 변화에 대해 공진파장 변화는 약 40 nm로 매우 민감하게 변화한다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.35 no.6
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• pp.473-479
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• 2016

We report a highly selective and sensitive 200 MHz Surface Acoustic Wave (SAW) sensor that can detect cyanide ion in aqueous solution using surface immobilized thioester molecules in combination with gold nanoparticles (AuNPs). To construct the sensor device, a monolayer of thioester compound was immobilized on the SAW sensor surface. At the sensor surface, hydrolysis of thioester group by nucleophilic addition of cyanide occurred and the resulting free thiol unit bound to AuNP to form thiol-AuNP conjugate. For the signal enhancement, gold staining signal amplification process was introduced subsequently with gold (III) chloride trihydrate and reducing agent, hydroxylamine hydrochloride. The SAW sensor showed a detection ability of $17.7{\mu}M$ for cyanide in aqueous solution and demonstrated a saturation behavior between the frequency shift and the concentration of cyanide ion. On the other hand, our SAW sensor had no activities for other anions such as fluoride ion, acetate ion and sulfate ion, moreover, no significant interference observed by other anions. Finally, all the experiments were carried out in-house developed sensor and fluidics modules to obtain highly reproducible results.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.16 no.7 s.112
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• pp.762-768
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• 2006

To address the need for new intelligent sensing of systems, this study presents a novel strain sensor based on piezoresistivity of carbon nanotube (CNT) and its nanocomposites. Fabrication and characterization of the carbon nanocomposite material are discussed and an electrical model of the CNT strain sensor was derived based on electrochemical impedance spectroscopy analysis and strain testing. The dynamic response of the sensor on a vibrating beam was simulated using numerical analysis and it was compared with experimental test. The simulation showed good agreement with the strain response of the actual sensor.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.930-935
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• 2006

To address the need for new intelligent sensing of systems, this study presents a novel strain sensor based on peizoresistivity of carbon nanotube (CNT) and its nanocomposites. Fabrication and characterization of the carbon nanocomposite material are discussed and an electrical model of the CNT strain sensor was derived based on electrochemical impedance spectroscopy analysis and strain testing. The dynamic response of the sensor on a vibrating beam was simulated using numerical analysis and it was compared with experimental test. The simulation showed good agreement with the strain response of the actual sensor.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.250-250
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• 2015

사람의 후각으로 감지할 수 없는 독성, 폭발성 가스로 인한 사고 발생률이 높아지면서 고감도의 가스 센서 필요성이 증가 되고 있다. 본 연구에서는 안정적인 가스 감지를 위해 물리기상증착의 다양한 공정 조건을 변화시켜 다공성 나노구조의 $SnO_2$ 가스 검지 전극층을 제작하였다. SEM 분석을 통하여 $SnO_2$ 가스 검지층이 다공성 나노 구조를 지님을 확인하였고, TEM 분석을 통하여 $SnO_2$ 입자간의 안정적인 접합을 확인하였다. 또한 다공성 나노 구조의 $SnO_2$를 가스 검지층으로 사용하여 가스센서를 제작하였고, 가스 농도에 따른 감도 변화를 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.424-424
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• 2011

금속 나노 입자는 국소 표면 플라즈몬(Localized Surface Plasmon, LSP)이 여기 되며 이의 국부 환경 변화에 대한 민감한 의존성으로 인하여 생화학적 센서로의 응용이 크게 주목 받고 있다. LSP는 금속 나노 입자의 재료, 모양, 크기 그리고 주변 환경 변화에 민감하게 의존한다는 것이 알려져 있다. 금속 나노 입자를 소자로 응용하기 위해서는 일반적으로 기판을 사용하게 되며 이때 기판의 재료적 특성이 LSP에 서로 다른 영향을 준다. 기판은 재료의 광학적인 특성에 따라 유전체, 반도체 그리고 금속으로 분류할 수 있다. 유전체와 반도체 기판과는 다르게, 금속 기판은 표면의 자유전자가 금속 나노 입자에 구속된 자유전자와 반응하여 추가적인 플라즈몬모드를 형성한다. 이번 연구에서는 금속 기판 위에 지름이 100 nm인 콜로이드 금을 분산시킨 후 광산란 신호를 검출하고 금속 기판이 LSP에 미치는 영향을 하부금속 금속층 물질 및 두께의 함수로 하여 분석하였다. 또한, 콜로이드 금 주변의 굴절률 변화에 대한 반응도를 분석하여 센서로서 특성을 평가하였다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.8 no.1
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• pp.9-19
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• 2022

전 세계적으로 탄소중립에 대한 중요도가 증가하면서 국내에서도 이를 위한 그린뉴딜 정책이 발표되었다. 태양전지는 탄소중립 실현을 위한 중요한 신재생에너지 중의 하나이며, 최근에는 실외 거치형 발전 시스템을 넘어 건축 창호 및 외벽, 자동차 선루프, IoT 센서 구동용 전원 등 다양한 분야에서 제품들과의 융합화를 위한 소재/시스템 기술이 개발되고 있다. 본 원고에서는 유기태양전지를 활용한 Product integrated 태양전지 소재 및 응용 기술에 대해서 살펴보고자 한다. 특히, 실내 조명을 이용한 유기태양전지 기술에 대해 자세히 논의하고자 한다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.17 no.4
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• pp.5-15
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• 2004

나노기술은 분자나 원자 단위에서 물성을 규명하고 조작하여 기존 재료의 물성개선은 물론 신재료 및 신소자를 개발할 수 있는 기술로서 활용도가 넓고 잠재가능성이 커서 선진국에서는 기술선점을 위해 정부차원에서 대규모 투자를 하고 있다. 특히 나노기술과 바이오기술의 접목인 나노바이오기술은 생명현상이 주로 나노스케일에서 일어나기 때문에 두 기술의 융합이 용이하기 때문에 많은 응용분야에 대한 연구가 이루어지고 있다.(중략)