• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.13.2-13.2
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• 2009

전도성 고분자는 재료의 경제적 측면 이외에 반도체로서의 다양한 전기적 특성, 생물학적 적합성, 다양한 합성 가능성 등의 우수한 장점을 지니고있어 많은 분야에 응용되고 있다. 그러나 유기물질이라는 한계로 인하여 기존 nano/microfabrication에서 일반적으로 적용되는 패터닝 방법을 적용하는데 어려움이있다. 따라서 많은 연구자들이 독립적인 나노 크기 개체를 만든 후 이의 자가 조립, 혹은 이와 유사한 방법에 의해 소자를 형성하고자 하는 노력을 기울이고 있다.이러한 bottom-up방식에 의한 소자 구성은 나노크기의 전도성 고분자 물질을 소자화하는데에는 성공하고 있으나, 복잡한 패터닝과 다양한 크기의 나노구조체를 정확한 위치에 정렬시키는 문제에 있어서 명확한 해답을 제시하지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 현재 보편적으로 이용되고 있는 금속의nano/microfabrication공정과 전도성 폴리머의 전해합성를 복합화하여 고정밀도 및 다양한 패턴의 나노 소자를 구현하고자하였다. 이를 위하여 전해합성 조건에 따른 polypyrrole의전기적 특성을 평가하였으며, 하부 금속전극관의 복합적층화를 통한 접촉저항의 최소화를 구현하고자 하였다. 또한 이와 같은 self-alignedelectropolymerization방법을 이용하여 구성된 nano/micro 소자의 gas sensor 및 bio sensor로서의 적용가능성에 대하여평가하였다.

• Food Science of Animal Resources
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• v.32 no.2
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• pp.220-227
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• 2012

The objective of this study was to investigate the influence of emulsion processing with various homogenization treatments on the physical properties of nanoparticles. For the manufacturing of nanoparticles, by taking the emulsion-diffusion method, various coating materials, such as gum arabic, hydroxyethyl starch, polycarprolactone, paraffin wax, ${\kappa}$-carrageenan and emulsifiers like Tween$^{(R)}$60, Tween$^{(R)}$80, monoglyceride and Pluronic$^{(R)}$F68, were added into the emulsion system. Furthermore, the various speeds (7,000 rpm to 10,000 rpm), and times (15 s to 60 s) of homogenization were treated during the emulsion- diffusion process. NEO II homomixer was the most effective homogenizer for making nanoparticles as 51 nm ($D_{10}$) and 26 nm ($D_{50}$). To manufacture smaller nanoparticles, by using NEO II homomixer, 10,000 rpm of agitation speed, polycaprolactone as coating material, and Pluronic$^{(R)}$F68 as an emulsifier were the optimum operating conditions and components. For the stability of nanoparticles for 7 days, $20^{\circ}C$ of storage temperature was appropriate to maintain the particle size. From these results, the type of homogenizer, homogenization speed, homogenization time and storage temperature could affect the particle size. Moreover, type of coating materials and emulsifier also influenced the size and stability of the nanoparticles.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.392-392
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• 2008

나노크기의 반도체 물질은 표면적/부피 비와 그 크기에 의해 광학적, 전기적 특성이 크게 영향을 받는다. 나노크기의 반도체 재료 중 ZnO는 3.37eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으며, 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지의 특성을 가지고 있어 UV 영역의 소스로서 가장 활용도가 클것으로 예상된다. 1 차원 ZnO 나노구조는 청색과 자외선 발광소자 및 광전자 소자, 화학적 센서로 활용이 가능하다. whisker, nanowires, norods, nanonail, nanoring 등과 같은 ZnO 나노구조의 형태와 크기는 합성장비와 공정조건에 크게 영향을 받고 서로 다른 광 특성 결과를 나타낸다. ZnO 나노구조의 합성을 위해 다양한 금속 촉매를 이용한 기상-액상-고상(VLS)의 성장 메카니즘이 연구되었다. 그러나 이 방법은 촉매로 사용된 금속이 불순물로 작용하는 결점을 가지고 있다. 최근에는 기판위에 아무런 촉매도 사용하지 않은 ZnO 의 합성에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매없이 합성된 나노구조의 형태와 성장방향은 초기단계에서 불규칙한 원자배열로 인해 합성상태의 제어 (방향, 형상 등)가 매우 어렵다. MOCVD 장비 금속 촉매를 이용하지 않고도 미량의 Zn 와 $O_2$ 량을 일정하게 조절함으로써 형상 및 방향성을 제어 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 본 연구에 사용된 MOCVD 장비의 경우 추가적인 케리어 가스 유입을 통해 나노막대의 aspect ratio 조절이 가능하다. 본 연구는 MOCVD 장비를 이용해 촉매를 사용하지 않고 1 차원 ZnO 나노막대를 합성하였고, 추가적 케리어 가스 유량을 변화시킴으로써 형태 변화 및 발광특성에 관한 영향을 연구하였다.

• Composites Research
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• v.37 no.3
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• pp.150-154
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• 2024

In this study, nanofibrillated cellulose was extracted from soybean hulls - a by-product of soybeans - and compared with soybean hull nanofibrillated cellulose obtained by using other nanofibrillated methods. Dry soybean hulls were ground into prepare micrometer-sized powders, from which microcellulose was isolated using NaOH and HCl. The nanometer-sized cellulose was successfully extracted through ultrasonic dispersion and ball milling. The soybean hull nanofibrillated cellulose exhibited a diameter of 60-100 nm and a length of 0.3-1.0 ㎛, which matches the diameter of soybean nanofibrillated cellulose made by other nanofibrillated methods but is significantly shorter in length.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.5
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• pp.10-16
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• 2016

This work investigates the size and dispersion characteristics of silver nanoparticles synthesized by a liquid phase reduction method using PAA. The experimental variables were the molecular weight and doses of the PAA, reducing agent, dispersant, and organic solvent (ethanol-acetone). UV-visible spectrophotometer results confirm the formation of the silver particles, and SEM indicates size in the nanometer range. As the ultrasonication time increases, there is a tendency toward smaller agglomerates of nanoparticles. The agglomerates were dispersed into 1-5 agglomerates of particles by ultrasonication for 3 hours or more. Relatively spherical nanoparticles were produced with a completely homogeneous dispersion and size of 49.56-85.75 nm by ultrasonication using BYK-192, a dispersant containing copolymer with a pigment affinic group. The average size of the silver nanoparticles was increased to 36.82, 50.66, and 56.06 nm with increasing molecular weight of PAA. Also, the size of the nanoparticles increased with the capping of PAA on the surfaces of the nanoparticles when increasing the amount of PAA. The addition of hydrazine as a reducing agent produced relatively small particles because many nuclei were created by the reduction reaction. The ethanol-acetone solvent helped with the regular arrangement of the silver nanoparticles.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.3
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• pp.226-233
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• 2008

The nucleation and evolution process of Ge nano-islands on Si(001) surfaces grown by chemical vapor deposition have been explored using atomic force microscopy (AFM). The Ge nano-islands are grown by exposing the substrates to a mixture of gasses GeH4 and H2 at pressure of 0.1-0.5Torr and temperatures of $600-650^{\circ}C$. The effect of growth conditions such as temperature, Ge thickness, annealing time on the shape, size, number density, and surface distribution was investigated. For Ge deposition greater than ${\sim}5$ monolayer (ML) with a growth rate of ${\sim}0.1ML/sec$ at $600^{\circ}C$, we observed island nucleation on the surface indicating the transition from strained layer to island structure. Further deposition of Ge led to shape transition from initial pyramid and hut to dome and superdome structure. The lateral average size of the islands increased from ${\sim}20nm$ to ${\sim}310nm$ while the number density decreased from $4{\times}10^{18}$ to $5{\times}10^8cm^{-2}$ during the shape transition process. In contrast, for the samples grown at a relatively higher temperature of $650^{\circ}C$ the morphology of the islands showed that the dome shape is dominant over the pyramid shape. The further deposition of Ge led to transition from the dome to the superdome shape. The evolution of shape, size, and surface distribution is related to energy minimization of the islands and surface diffusion of Ge adatoms. In particular, we found that the initially nucleated islands did not grow through long-range interaction between whole islands on the surface but via local interaction between the neighbor islands by investigation of the inter-islands distance.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.9 no.3
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• pp.322-329
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• 2021

Nano-cementitious composites may have defects due to poor dispersion of nanomaterials and fabrication process. These defects can cause critical problems for nano-cementitious composites, but studies related to non-destructive analysis of defects sizes inside nano-cementitious composites are insufficient. This study aims to perform non-destructive analysis of nano-cementitious composites by utilizing ultrasonic and electrical resistance. Various sizes of defects were implemented inside the specimens and the specimens were subjected to ultrasonic non-destructive analysis and electrical resistance non-destructive analysis depending on the size of defects and curing days. As a result of the experiment, ultrasonic pulse velocity decreased by up to 11% as the defects size increased, and the electrical resistance increased by up to 14% depending on the defects size. For this reason, this study concluded that non-destructive analysis using ultrasonic and electrical resistance can predict defects inside nano-cementitious composites.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.656-656
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• 2013

Multi-layer ceramic capacitor (MLCC)는 '전자산업의 쌀'이라고 일컬어 질만큼, 전자부품내에서 매우 중요하고 핵심적인 역할을 하며, 그 응용분야 또한 매우 광범위하다. 이러한 MLCC는 그 사용처에 따라, 초고용량 MLCC, 고전압용 MLCC, 저가제품용 MLCC, 그리고 고용량용 MLCC 등등으로 나뉘어진다. 이 중 최근 각광 받고 있는 스마트폰, 태플릿PC 등의 전자제품군에 사용되는 초고용량 MLCC의 경우, 높은 유전상수 값을 지닌 BaTiO3 기반의 물질이 일반적으로 사용되어지고 있으며, 또한 더 높은 용량(capacitance)을 얻기 위하여 해마다 유전체층의 두께가 점점 줄어들고 있고, 이러한 얇은 유전체층을 만들어 내기위해 유전체층의 결정립 크기도 수 마이크로미터에서 수백, 수십 나노미터 사이즈로 점점 작아지고 있는 상황이다. 하지만 점점 줄어들고 있는 유전체층의 두께와 결정립 크기의 추세와는 상관없이, 전기회로에서 요구되는 인가전압은 줄어들지 않고 일정하게 유지되고 있기 때문에, 유전체층의 내전압 특성은 전자제품의 높은 신뢰성을 위해서 날이 갈수록 중요시 되고 있다. 특히, 수백 나노미터 이하의 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 유전체층의 내전압 특성은, 다양한 내전압 특성 메커니즘이 연구되어진 수 마이크로미터 대역의 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 유전체층과는 다르게, MLCC 제조공정상의 한계와 BaTiO3의 결정립 성장이라는 어려움 때문에, 그 연구가 전무하다 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수십 나노미터 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막을 만들어낼 수 있는 에어로졸 데포지션 공정을 이용하여 수십 나노미터 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막을 제조 하였으며, 이 막을 다양한 온도 조건에서 후속 열처리를 통한 결정립 성장을 통해 수십에서 수백 나노미터의 다양한 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막의 내전압 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.366-366
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• 2011

이성분 산화물인 ZnO/$TiO_2$ core-shell 나노입자는 core-shell 구조의 특성과 이성분 산화물의 상호작용에 의해서 염료감응형 태양전지의 효율향상을 기대할 수 있다. Znic acetate($Zn_2(CH_3COO)$)와 Titanium(IV) butoxide($Ti(OBu)_4$)를 이용하여 ZnO 나노입자를 수열합성하고 그 주의에 $TiO_2$을 가수분해 반응을 이용하여 둘러싸는 core-shell형태의 물질을 합성하였다. 그 이후 결정성 및 유기물 제거를 위해서 4시간 동안 고온에서 소성하였다. SEM 결과에 따르면 소성 온도를 600도까지 증가시키면 ZnO의 경우 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 확인하였다. 하지만 core-shell의 경우는 ZnO의 뭉침현상을 $TiO_2$이 방해하여 초기합성된 크기와 동일한 크기를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 XRD 결과에 따르면 주변에 형성된 $TiO_2$ 이외에 $Zn_2TiO_4$의 spinel 구조를 가지는 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 합성된 core-shell 구조의 나노입자는 약 40~50 nm의 크기를 가지고 600도에서 소성된 입자의 경우 산소 정공이 거의 없는 약 3 eV의 밴드갭을 가지는 물질로 합성이 되었다. Core-shell 나노입자의 경우 염료 감응형 태양전지의 반도체 물질로 응용 가능할 것으로 판단된다.