이전의 연구에서 우리는 선응집 기술을 적용한 중질탄산칼슘의 크기에 따른 수초지의 물성을 평가하였다. 이때 선응집 기술이 적용된 충전물의 입도와 분포를 측정하기 위해 light diffraction spectroscopy (LDS) 가 사용되었다. 경질탄산칼슘과 양이온성 고분자의 흡착 현상을 알아보기 위한 이번 연구에도 LDS가 사용되었으며, 일회성으로 입자의 크기와 분포를 측정하는 것에서 더 나아가 시간의 흐름에 따라 응집체의 형성과 파괴, 재성장을 관찰할 수 있는 도구로서 역할 하였다. 본 연구에서 우리는 세 가지 경우로 나누어 경질탄산칼슘의 응집 현상을 관찰하였다. 첫째로 경질탄산칼슘에 흡착되는 양이온성 고분자의 특성, 분자량과 전하밀도, 을 달리하여 응집체의 성장과 파괴를 관찰하였다. 둘째, 양이온성 고분자로 중질탄산칼슘을 응집시켜, 경질탄산칼슘 응집체의 경우와 입도와 전단 안정성 등을 비교하였다. 마지막으로 나노 크기의 실리카 투입이, 마이크로 크기의 경질탄산칼슘 응집체가 강한 전단에 의해 파괴되었을 때, 응집체의 전단 안정성이나 재성장 측면에 도움을 주는지 관찰하였다. 내첨용 충전물로써 경질탄산칼슘의 사용이 전 세계적으로 늘고 있는 시점에서 양이온성 고분자 첨가에 의한 경질탄산칼슘의 응집 현상을 관찰하는 것은 일반적인 제지 공정에서 경질탄산칼슘의 거동을 이해하는데 도움이 될 뿐만 아니라, 내첨용 충전물 첨가에 따른 종이의 강도 저하 방지를 위한 선응집 기술의 적용에도 도움이 될 수 있을 것으로 생각한다.
Introduction of proper impurity into $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ (YBCO) thin films is an effective way to enhance its flux-pinning properties. We investigate effect of $Y_2O_3$ nanoparticles on the critical current density $J_c$ of the YBCO thin films. The $Y_2O_3$ nanoparticles were created perpendicular to the film surface (parallel with the c-axis) either between YBCO and substrate or on top of YBCO, YBCO/$Y_2O_3$/LAO or $Y_2O_3$/YBCO/STO, by pulsed laser deposition. The deposition temperature of the YBCO films were varied ($780^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$) to modify surface morphology of the YBCO films. Surface morphology characterization revealed that the lower deposition temperature of $780^{\circ}C$ created nano-sized holes on the YBCO film surface which may behave as intrinsic pinning centers, while the higher deposition temperature produced much denser and smoother surface. $J_c$ values of the YBCO films with $Y_2O_3$ particles were either remained nearly the same or decreased for the samples in which YBCO is grown at $780^{\circ}C$. On the other hand, $J_c$ values were enhanced for the samples in which YBCO is grown at higher temperature of $800^{\circ}C$. The difference in the effect of $Y_2O_3$ can be explained by the fact that the higher deposition temperature of $800^{\circ}C$ reduces intrinsic pinning centers and $J_c$ is enhanced by introduction of artificial pinning centers in the form of $Y_2O_3$ nanoparticles.
We perform density functional theory calculations to study the CO and $O_2$ adsorption chemistry of Pt@X core@shell bimetallic nanoparticles (X = Pd, Rh, Ru, Au, or Ag). To prevent CO-poisoning of Pt nanoparticles, we introduce a Pt@X core-shell nanoparticle model that is composed of exposed surface sites of Pt and facets of X alloying element. We find that Pt@Pd, Pt@Rh, Pt@Ru, and Pt@Ag nanoparticles spatially bind CO and $O_2$, separately, on Pt and X, respectively. Particularly, Pt@Ag nanoparticles show the most well-balanced CO and $O_2$ binding energy values, which are required for facile CO oxidation. On the other hand, the $O_2$ binding energies of Pt@Pd, Pt@Ru, and Pt@Rh nanoparticles are too strong to catalyze further CO oxidation because of the strong oxygen affinity of Pd, Ru, and Rh. The Au shell of Pt@Au nanoparticles preferentially bond CO rather than $O_2$. From a catalysis design perspective, we believe that Pt@Ag is a better-performing Pt-based CO-tolerant CO oxidation catalyst.
본 연구에서는 칩 인덕터용 코어 소재로 사용되는 NiCuZn-ferrite를 공침법을 이용하여 나노크기의 초미세 분말로 합성하고, 합성된 NiCuZn-ferrite의 하소 온도에 따른 저온소결 특성 및 전자기적 특성에 관하여 고찰하였다. 조성은 (N $i_{0.4-X}$C $u_{x}$Z $n_{0.6}$)$_{1+w}$(F $e_2$$O_4$)$_{1-w}$에서 x 값을 0.2, w 값은 0.03으로 고정하였고, 하소는 30$0^{\circ}C$에서 7$50^{\circ}C$의 온도범위에서 진행하였다. 하소 후 90$0^{\circ}C$에서 소결한 시편의 특성을 측정한 결과, 공침법으로 합성한 NiCuZn-ferrite는 90$0^{\circ}C$의 저온에서 소결밀도 4.90g/㎤, 초기투자율 164, Q-factor 72임을 확인하였다. 또한, NiCuZn-ferrite의 미세구조는 하소온도가 증가함에 따라 입자가 커지고 불균일한 상태가 되며, 초기투자율 등의 ferrites의 전자기적 특성이 저하되었다.되었다.
In this paper, we propose a new method to infiltrate $Fe_3O_4$-nanoparticles into a porous silicon film and a monitoring technique to detect packing density of nanoparticles within the film. Recently, research to use porous silicon as a drug carrier or a new functional sensor material by infiltrating $Fe_3O_4$-nanoparticles has been extensively performed. However, it is still necessary to enhance the packing density and to develop a monitoring technique to detect the packing density in real time. In this light, we forcibly injected a nanoparticle solution into a rugate-structured free-standing porous silicon (FPS) film by applying a pressure difference between the two sides of the film. We found that the packing density by the pressure-infiltration method proposed in this paper is enhanced, relative to that by the previous diffusion method. Moreover, a continuous shift in wavelength of the rugate reflectance peak measured from the film surface was observed while the nanoparticle solution was being injected. By exploiting this phenomenon, we could qualitatively monitor the packing density of $Fe_3O_4$-nanoparticles within the FPS film with the injection volume of the nanoparticle solution.
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.
CNT 유동층 반응기(내경 0.15 m, 높이 2.6 m) 희박상 내 CNT 입자(평균입도 $291{\mu}m$, 벌크밀도 $72.9kg/m^3$)의 거동을 확인하기 위해 레이저 슬릿광 형상 측정법을 이용하여, CNT 응집체의 크기 및 형태를 측정하였다. 기포유동층 조건에서 CNT 반응기 내 축방향 고체체류량 분포는 하부 농후상과 상부 희박상을 갖는 S자 형태를 보였다. 기체 유속이 증가할수록 비산되는 CNT 응집체의 Heywood 직경과 Feret 직경이 증가하였고, 응집체 내 CNT 입자수가 증가하였다. 또한, 기체의 유속이 증가할수록 CNT 응집체의 종횡비는 증가하고, 원형도는 감소하였다. CNT 응집체의 원마도와 견고도는 기체의 유속이 증가할수록 감소하였다. 응집체의 형상 분석 정보에 기반한 희박상 내 응집체 형성 원인을 제안하였다.
현재 리튬이온전지의 음극 소재 활물질로는 흑연이 주로 사용되고 있다. 그러나 흑연의 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 차세대 고용량 및 고에너지 밀도의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 여러 음극 소재 활물질 중에서 Si의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연의 최대 이론 용량보다 약 10배 이상 높은 값을 나타내고 있지만 부피 팽창율이 거의 400%로 크기 때문에 사이클이 진행될수록 비가역 용량이 증가하여 충전 대비 방전 용량이 현저히 감소하는 현상을 나타내고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 Si 음극 소재 활물질의 입자 크기를 조절하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시켜 사이클 특성을 다소 향상시킬 수 있다. 따라서 Si 입자의 부피 팽창율에 따른 충전 및 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 공정 시간 및 원가 절감이 우수한 건식 방법으로 Si을 분쇄하여 사이클 특성 향상에 관한 연구를 진행 하였다. 본 논문에서는 진동밀을 이용하여 Si을 나노 크기로 제어하고 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성과 전기화학적 특성을 측정하였다.
산화/환원 매개체는 혈당 센서의 구성에서 전극과 효소 반응의 전자 전달 매개체로서 중요한 역할을 담당한다. 본 연구에서는 기존의 산화/환원 매개체보다 전자 전달 반응이 용이하며, 높은 민감도를 위해 페레이트에 아닐린을 결합시켜, 1차 아민기를 갖는 $Fe(CN)_5$-aminopyridine를 합성하였다. 합성된 $Fe(CN)_5$-aminopyridine 는 순환 전압 전류 법과 분광학적 방법을 이용하여 합성 결과를 확인하였다. 합성된 물질과 포도당을 측정하기 위한 당 탈 수소 효소를 ITO 전극위에 고정시켜 효소전극을 제작하였고, 또한 신호 증폭을 위하여 금 나노 입자를 함께 고정시켰다. 금 나노 입자가 고정된 효소 전극은 그렇지 않은 전극에 비해 약 2배 가량의 전류 밀도가 증가함을 확인하였다. 만들어진 효소 전극에서 포도당의 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 0.4 V (vs. Ag/AgCl)에서 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~10 mM의 농도 범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.
차가버섯(Inonotus obliquus)의 추출물과 분획들은 항돌연변이, 항암, 항산화 및 면역자극 효과 등을 비롯하여 다양한 생물학적 활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 나노분쇄 기법으로 제작된 10% 차가사료를 C57BL/6 생쥐에게 식이한 후 항암효과를 확인하기 위해 시행되었다. 부피평균에 의한 입도분석에 따르면 1 ${\mu}m$ 내에 포함되는 초미세 차가버섯 입자는 전체의 40%인 것으로 나타났다. 생쥐에게 B16BL6 흑색종세포를 피하로 주사한 결과, 종양의 부피(p<0.001)와 무게(p<0.01)는 초미세 차가버섯을 식이한 실험군(Nch)이 일반사료를 먹인 대조군(C)에 비해 현저히 감소하였고, 종양성장 억제율은 29.2%를 나타내었다. 흑색종 세포를 복강 내로 주사한 후 생존율을 관찰한 결과, 마리 당 평균 생존기간은 대조군과 실험군이 각각 17.7일과 26.0일이었다. 대조군이 모두 사망한 날인 35일 째 실험군의 생존율은 40%를 보여주었다. 초미세 차가입자가 소화기관에 문제를 유발시킬 수 있는 가능성 때문에 안전성을 확인하기 위해 소장과 대장을 조직학적으로 관찰한 결과 두 군 모두 형태학적 또는 병리학적 변화는 관찰되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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