• Applied Chemistry for Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.293-296
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• 2012

Nanocomposites were fabricated as titanium dioxide ($TiO_2$) doped with nanometals (Au, Ag) by sonochemical reduction method and sol-gel method in order to investigate their antimicrobial activities. Then, the antimicrobial activity of the resulting samples was compared by the measurement of colony numbers survived on the agar plate incubated for 24 h after the loading E. coli on the solid-state media with the nanocomposites. The initial antimicrobial activity of the metal (Au, Ag)-doped $TiO_2$ was higher than that of the pristine $TiO_2$. Afterwards the nanocomposite samples were kept at $4^{\circ}C$ for a long time and the aged samples exhibited the different antimicrobial activity. With the elapse of aging times, Ag-doped $TiO_2$ with $TiO_2$ coating ($Ag-TiO_2$@$TiO_x$) exhibited the higher antimicrobial activity than those of $Ag-TiO_2$and $Au-TiO_2$. The $TiO_2$ coating on the $Ag-TiO_2$ may prevent the oxidation of Ag nanometals and stabilize colloidal nanocomposites.

• Clean Technology
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• v.24 no.3
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• pp.249-254
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• 2018

In order to improve the photo conversion efficiency (${\eta}$) of dye-sensitized solar cells (DSSCs), the electrospun $TiO_2$, $SiO_2$, $ZrO_2$ and $SnO_2$ nanofibers were added into the hydrothermally prepared $TiO_2$ nanoparticles for application to a photoelectrode for DSSCs. The $TiO_2$ nanofiber added photoelectrode exhibited a higher photo current density ($J_{sc}$) compared to the bare $TiO_2$ nanoparticles, which is caused from acceleration of the transfer of excited electron from dye molecule due to the nanofiber structure. The DSSCs with $SiO_2$ nanofibers shows a higher open circuit voltage ($V_{oc}$) of 0.67 V and the highest photo conversion efficiency was found to be 6.24%.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.32.1-32.1
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• 2010

본 연구에서는 질화물계 발광 다이오드의 광추출효율을 향상시키기 위해서 Bi-layer나노 임프린트 리소그래피와 Lift-off 공정을 이용하여 ITO투명전극 층 상부에 TiO2 나노 패턴을 형성하였다. 발광 다이오드의 투명전극 층 상부에 UV 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 주기적인 폴리머 패턴을 형성한 후 폴리머 패턴 상부에 RF magnetron Sputtering 공법을 이용하여 TiO2를 증착하고 Lift-off 공정을 이용하여 TiO2 나노 패턴을 제작하였다. 그 결과를 주사전사 현미경(SEM)으로 확인한 결과 임프린트 스탬프와 동일한 나노 패턴이 질화물 계 발광다이오드 투명 전극층 표면에 주기적으로 형성되었다. TiO2 나노 패턴 형성을 통한 광추출 효율의 향상 효과를 확인하기 위해 Electroluminescence (EL) 측정한 결과 TiO2 나노 패턴이 형성된 발광다이오드 소자의 EL 강도가 나노 패턴이 없는 발광다이오드와 비교하여 12% 정도 향상 되었음을 보였고, 이는 고 굴절율 나노 패턴이 활성층에서 발생된 빛의 산란 효과를 유도하여 빛의 내부 전반사를 감소시킨 결과로 해석된다. 또한 소자의 전기적 특성평가를 위한 I-V 측정결과, TiO2 나노 패턴이 형성된 발광 다이오드의 전기적 성질이 저하되지 않았음을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.239.2-239.2
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• 2011

치과재료의 개발은 치과 치료 기술에 있어서 가장 중요한 요소이며, 현재 일반화되고 있는 치과 치료 기술 중 하나가 임플란트 시술이다. 임플란트의 기술 개발은 주로 임플란트 나사의 표면개질을 통한 기능개선에 초점을 ��추어 진행되어지고 있다. 본 연구에서는 Ti 임플란트 표면상에 양극산화법을 적용하여 다양한 지름 및 기공 크기를 갖는 $TiO_2$ 나노튜브를 제조하여 전자빔 조사를 통한 표면개질시 그 특성에 관한 연구를 수행하였다. 특히 전자빔 조사가 Ti/$TiO_2$ 나노튜브 표면상에 존재 가능한 조골세포의 성장 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 양극산화법을 이용한 Ti/$TiO_2$ 나노튜브는 전해질로서 HF와 $NH_4F$를 사용하였으며, 20-80 V의 인가 전압하에서 내경 약 80 nm, 외경 약 124 nm 및 길이 약 280 nm-14 ${\mu}m$의 비교적 균질한 지름 및 분포를 갖는 Ti/$TiO_2$ 나노튜브를 제조하였다. 전자빔 조사는 EB-Tech (대전, 한국)의 electron-beam accelerator(Model ELV-4)를 이용하였으며, 1.0 MeV의 빔 에너지로 총 흡수선량이 50 kGy, 500 kGy 및 5,000 kGy로 조사하였다. 전자빔을 조사하기 전 후 Ti/$TiO_2$ 나노튜브 표면상에 조골세포주(Osteoblast cell)의 배양시간의 변화에 따른 효과를 연구한 결과 배양 전 후 전자빔 조사선량의 증가에 따라 조골세포의 흡착률이 증가함을 확인할 수 있었다. 특히 HF전해질을 이용한 $TiO_2$ 나노튜브의 경우 5,000 kGy 조사선량의 전자빔을 조사한 후 조골세포 흡착률이 약 160% 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 전자빔 조사 전 후 조골세포 흡착률의 변화원인은 전자빔 조사 유무에 따른 $Ti^{3+}$와 $Ti^{4+}$의 변화에 기인함을 규명하였다. 이러한 결과는 향후 임플란트용 Ti/$TiO_2$ 나노튜브의 표면 개질시 전자빔의 유용성을 제시한다고 할 수 있다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.6
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• pp.601-606
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• 2017

One-dimensional nanostructured metal oxide can be formed through an anodic oxidation, which is a typical technique of metal surface treatment. Studies on $TiO_2$ nanotubes have been widely carried out with increasing interests in $TiO_2$, which has an excellent functionality among various metal oxides. The present article reviews the principles of formation of $TiO_2$ nanotubes, which have been studied so far. In particular, the article discussed the equilibrium relationship between the oxide formation and etching, which is a key parameter of $TiO_2$ nanotube growth, and the formation of the porous structure. Furthermore, morphological considerations of $TiO_2$ nanotubes according to electrolyte conditions will be explained to the researchers who will study the application of $TiO_2$ nanotubes formed through the anodic oxidation in the future.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.16 no.1
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• pp.6-14
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• 2015

In this study, physically and chemically stable core-crosslinked amphiphilic polymer (CCAP) nanoparticles were prepared using amphiphilic reactive precursors via soap-free emulsion process. Obtained CCAP nanoparticles were used as templates for synthesis of nanostructured $TiO_2$ nanoparticles. First, CCAP nanoparticles dispersed aqueous solutions were mixed with titanium isopropoxide to prepare stable organic-inorganic hybrid sols, and then obtained sols were spin coated onto glass substrate to prepare hybrid thin films onto glass, and then hybrid thin films were calcinated at various temperature to remove CCAP. Nanostructure of calcinated thin fims were examined by SEM. To study effect of CCAP nanoparticles on nanostructure of $TiO_2$ nanoparticles, the morphology of $TiO_2$ nanoparticles prepared using various CCAP templates was compared with that of $TiO_2$ nanoparticles prepared using conventional organic template, nonionic surfactant, Triton X-100.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.191.2-191.2
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• 2016

$TiO_2$는 우수한 화학적 및 물리적 안정성 때문에 수전해 장기간 사용에 적합한 전기화학 전극으로 여겨진다. 큰 표면적을 갖는 $TiO_2$를 제조하기 위한 수많은 방법 중 양극산화(anodization)는 비교적 간단하고 저렴한 공정으로 인하여 매우 실용적인 방법으로서 알려져 있다. 특히, 고도로 정렬 된 $TiO_2$ 나노튜브($TiO_2$ NTs) 의 경우에는 분말상과 달리 전극제조를 위해 추가적인 접착제를 필요하지 않다. 그러나, $TiO_2$는 일반적으로 절연 특성을 나타내기 때문에 전극의 활용을 위해서는 본질적으로 촉매의 사용이 불가피하다. 다수의 전기 촉매 중, $IrO_2$와 $RuO_2$는 수전해 분야에 잘 알려진 산화 촉매이다. 그럼에도 불구하고, 특유의 높은 종횡비 때문에 $TiO_2$ 나노튜브에 전기 촉매를 균일하게 도핑하는 것은 많은 어려움이 따른다. 이를 해결하기 위한 방법으로 $RuO_2$를 도핑하기 위한 단일공정 $TiO_2$ 양극산화 기술이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 2원 촉매($IrO_2$ 및 $RuO_2$)를 $TiO_2$ 나노튜브에 도핑하기 위한 단일공정 양극산화 기술에 대하여 연구하였다. 전구물질로써 $KRuO_4$($RuO_2$ 전구체)와 IrOx 나노입자(IrOx NPs, $IrO_2$ 전구체)를 사용하였다. 특히, IrOx를 나노 입자는 $IrCl_3$로부터 중간 매체로 합성된다. IrOx는 단일공정 양극산화 중에 $TiO_2$ 나노튜브 상에 도핑 가능한 이온 형태인 $IrO_4$-로 전환될 수 있다. 제조된 시료는 열처리 후 바로 전극으로 사용되었으며 SEM, XPS, TEM, ICP-OES 등으로 정성, 정량 분석을 수행하였다. LSV와 EIS를 통해 전기화학적 성능 평가가 이루어졌으며, LSV를 통해 포집한 기체는 가스 크로마토그래피를 사용하여 정량분석한 후 그 효율을 측정하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.1
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• pp.51-56
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• 2023

Composite membranes consisting of TiO₂ nanoparticles (NPs) and porous polymers have been widely utilized in photocatalytic water treatment because the composite membranes can allow an easy recovery of NPs after the photocatalytic reaction as well as the reduction of fouling in the membrane. However, the photocatalytic efficiency of the immobilized TiO₂ NPs in the composite membranes has been discussed to a limited degree. In this study, we prepared polyethersulfone (PES)/TiO₂ composite membranes to study the photocatalytic decomposition of organic dyes under light illumination. The decomposition kinetics of dye molecules by the PES/TiO₂ composite membranes and colloidal TiO₂ NPs have been compared to discuss the photocatalytic efficiency of NPs before and after their immobilization on the polymer membrane.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.20 no.5
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• pp.468-473
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• 2014

This study is unrefined ZnO, $TiO_2$ nanoparticles is expose M4 medium to search nanoparticle aggregation and Daphnia magna was any effect by immobilization and mortality. ZnO and $TiO_2$ nanoparticle powder-size is respectively 20 nm and 40 nm. but, M4 medium has about respectively as 1333 nm and 1628 nm, 40 to 70 times were agglomerated. Immobilization of ZnO and $TiO_2$ nanoparticles was influenced both time and concentration the higher to swimming of D.magna. Especially, The immobilization of D.magna in nano-ZnO is greater than that influence in nano-$TiO_2$. Mortality of ZnO nanoparticle is higher rate at long time and high concentration. $TiO_2$ nanoparticle observed mortality at 10ppm concentration after 72h. Consequently, when Nanoparticles is introduced into ocean. Particle size become grow. Additionally, aggregation be caused affect aquatic ecosystems.

• Membrane Journal
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• v.20 no.2
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• pp.120-126
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• 2010

In this study, the effect of surface deposition of $TiO_2$ nanoparticles at polyethersulfone (PES) microfiltraiton (MF) membrane on humic acid fouling was investigated. The effect was observed as a function of crystal structures of $TiO_2$ nanoparticles and solution chemistries including pH and divalent cation such as calcium. Our results showed clearly that $TiO_2$-deposited membrane could mitigate membrane fouling significantly. However, this effect was observed to be dependent upon crystal structures of $TiO_2$ nanoparticles and solution chemistries. In the absence of calcium, fouling mitigation was less pronounced for both anatase and hybrid $TiO_2$-deposited membrane than for rutile $TiO_2$-deposited membrane while opposite trend was observed after addition of calcium. In the presence of calcium, the adsorption of humic acid to $TiO_2$-deposited membrane can be reduced by electrostatic repulsions between humic acid and $TiO_2$ surface. Addition of calcium provided further beneficial effect on fouling mitigation particularly at higher pH for the anatase $TiO_2$ deposited membrane, implying that both increased hydrophilicity due to $TiO_2$ nanoparticles and negative surface charge of the membrane should affect fouling mitigation. However, rutile $TiO_2$ having more inertness generally than the anatase $TiO_2$ showed relatively robust effect on the fouling mitigation regardless of solution properties.