Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.321-321
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2016
한경오염의 증가에 따라 광촉매 물질을 이용한 환경 정화의 필요성이 대두되고 있다 [1]. 광촉매와 전기화학셀은 빛을 이용하여 다른 에너지를 생산하는 능력을 가지고 있다. 이 전기화학셀의 성능향상을 위해서는 적절한 밴드갭을 이용한 광흡수의 증가, 전자재결합의 감소, 전기화학적 반응 표면의 증가가 필요하다. 산화 아연은 잘 알려진 n형 산화물 반도체로서 좋은 전기적 특성과 광촉매 성능으로 전기화학셀에 적합한 소재이다. 그러나 산화 아연은 액체 전해물질 상에서 안정성이 좋지 못하다 [2]. 이를 해결하기 위해 단층 그래핀 혹은 풀러렌(C60)을 이용하여 산화아연을 코팅하는 방법을 제안하였는데, 풀러렌을 사용 시 단층 그래핀에 비하여 전기화학셀의 전기화학적 반응은 높았으나 안정성은 더 떨어지는 모습을 보였다 [3]. 본 연구에서는 다층 그래핀을 이용하여 전기화학적 반응도 높고 안정성도 높은 산화아연-다층 그래핀 양자점의 합성 및 이를 이용한 전기화학셀 소자의 특성을 연구하였다. X선 회절법, 라만 분광법, 투과 전자 현미경, 광발광 분광기, 시간-분해성 광발광 분광기를 이용하여 산화아연-다층 그래핀 양자점의 특성을 분석하였고, 이를 이용하여 광양극을 제작하여 전기화학적 특성을 관측하였으며 로다민 B 염료를 이용한 분해 테스트를 통하여 광촉매 성능을 확인하였고 사이클 테스트를 통하여 안정성을 확인하였다.
XRF, XRD, EPMA have been used to investigate microstructures and mineralogical changes caused by the faulting and fluids associated with faulting in the Quaternary fault gouge zones at the Sangchon, Ipsil and Wangsan faults located at the southeastern part of the Korean Peninsula. The chemical compositions of faulted rocks and protoliths analyzed by XRF show that the fault gouges are relatively enriched in TiO$_2$, P$_2$O$_{5}$, MgO, and Fe$_2$O$_3$) compared with protoliths, indicating that the fluids associated with faulting were highly activated. XRD results show that the fault gouges predominantly consist of quartz, feldspar, calcite and clay minerals. Clay minerals formed in the gouge zones are mainly composed of smectite characterized by a dioctahedral sheet. Based on EPMA analyses various kinds of sulfide, carbonate, phosphate minerals were identified in the gouge zones and protoliths. Xenotime of grey fault gouge of the Sangchon fault and sulfide minerals of contact andesitic rock of Ipsil fault and contact grey andesitic rock of Wangsan fault were probably formed by inflow of hydrothermal solution associated with faulting prior to the Quaternary. Carbonate minerals of contact andesitic rock and gouge zone of the Ipsil fault were formed by inflow of fluid associated with faulting prior to the Quaternary. They are heavily fractured and have reaction rim on their edge, indicating that faultings and inflow of fluids were highly activated after carbonate minerals were formed. Calcites of Wangsan fault seemed to be formed in syntectonic or posttectonic Quaternary faulting.g.
In this paper, we have investigated the characteristics of cyclic voltammetry of a self-assembled mono-layer(SAM) electrode which was modified by 3-Mercaptopropionic acid (3-MPA) on gold nanoparticle(AuNP)-deposited electrode. Also, the transport phenomena of electrons and ions around the electrode have been analyzed. The governing equation and its boundary conditions by adopting the semi-infinite diffusion model were formulated for the mass-transfer dominant system. In order to obtain the numerical solutions of cyclic voltammetry(CV) on SAM electrodes, MATLAB program was implemented by applying the explicit finite difference method. Resulting CV program for the SAM-modified electrode was verified in good agreements with the experimental CV results for the 3-MPA on AuNP electrode.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.400-402
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2013
육각형 구조를 지닌 2차원의 물질인 그래핀은 높은 열전도도, 투과도, 이동도와 기계적, 화학적 안정도등 많은 장점을 가졌기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그래핀의 이런 많은 장점으로 그래핀을 투명전극으로 사용하기 위한 연구가 이루어지고 있지만, 투과도와 이동도를 극대화하기 위하여 단층 그래핀을 사용하게 되면 면저항과 그래핀의 탄화문제를 극복하기 힘들어지고, 면저항과 그래핀의 탄화문제를 위해 다층 그래핀을 사용하게 되면 투과도과 이동도가 떨어지는 단점을 가지게 된다. 즉, 그래핀을 알맞게 적용하기 위해서는 단층 혹은 다층 그래핀을 용도에 맞게 사용할 수 있도록 계획을 수립하는 것이 좋을 것이다. 본 연구에서는 높은 투과도와 이동도를 가진 단층 그래핀을 기존에 투명전극으로 널리 사용되고 있는 ITO와 P형 갈륨나이트라이드 발광다이오드 사이에 삽입층으로 사용함으로써 기존 투명전극으로 ITO를 사용한 발광다이오드보다 약 45%의 발광세기를 향상시킬 수 있었다. 또한, 소비전력을 고려한 발광세기는 약 33% 정도 향상되었다. 이런 발광효율향상을 가져올 수 있었던 이유는 ITO의 단점인 낮은 이동도를 그래핀의 높은 이동도로 보상해주며, 그래핀의 높은 투과도 때문에 그래핀을 한 층 더 삽입하였지만 투과도 면에서 감소가 없었기 때문이다.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2005.11a
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pp.122-123
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2005
단층벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotube)를 성장시키고 성장된 탄소나노튜브를 여러 단계의 여과과정이 필요 없는 단순한 정제과정을 통하여 비정질 탄소 찌꺼기, 촉매 금속 등의 불순물을 제거하였다. 성장 온도가 증가함에 따라 수율이 증가하고 불순물의 함유량이 적은 탄소나노튜브가 성장이 되었으며 전반적으로 0.41-2.0 nm의 균일한 직경을 가진 SWNT가 합성이 되었으며 정제 후 96% 이상의 순도를 가진 SWNT를 얻을 수 있었다. 전반적으로 실험결과에 대한 물질의 특성 은 field emission scanning electron microscopy (FESEM)와 X-ray diffraction (XRD) 그리고 Raman spectroscopy로 조사하였다.
지질구조는 카르스트의 층위와 구조상의 배열에 있어서 다양한 카르스트의 지형을 결정한다. 카르스트의 발달은 조산 및 조륙운동, 석회암층의 두께, 구성물질의 유형, 단층 및 습곡의 다양성, 주향 및 절리면의 빈도, 기후변화 및 기상환경, 수문 및 유수의 유형, 토지이용 현황 외 환경오염 등에 따라서 차별성을 나타낸다. 특히 지질구조에 따른 카르스트의 발달은 석회암 등이 유수의 작용에 커다란 용해작용의 영향을 받으므로 지질구조의 요인인 단층과 습곡현황과 절리와 균열 등에 의한 카르스트의 발달에 가장 큰 기여를 한다. 지질구조에 의하여 카르스트 지표지형에는 karren과 hum, mogotes, doline와 uvala, towers, springs, 구조적 유역, Closed Systems 등이 형성되고, 지하지형에는 Phreatic 동굴, Vados 동굴, Chambers, Multileveling cavities, Vertical shafts 등이 형성되는 다양성을 가진다. 한반도에서는 습곡구조에 의한 동공의 발달이 탁월하며, 다단계 및 급사면형 동굴의 유형이 다양하게 분포되고 있다.
새로운 노화방지 물질로 개발한 3-APPA가 노화에 의해 야기되는 여러 변화들, 특히 세포 증식, 유전자 수준 및 단백질 수준에서의 collagen의 생합성 변화, 면역조직화학염색을 이용한 collagen 생합성의 변화등을 세포배양 및 동물실험을 통하여 측정하였다. MTT assay를 이용한 인체 피부 섬유아세포의 증식 실험에서 3-APPA는 무처치군에 비교해서 최고 2배의 섬유아세포 증식 효능을 나타내었으며, $^3$[H]-proline incorporation 방법을 이용한 단층세포 배양 및 3차원 dermal equivalent 섬유아세포 배양에서 무처치군 및 vitamin C 처리군에 비해 최고 1.5배의 collagen 생합성 증가를 나타내었다. 그러나 type I alpha-procollagen mRNA expression에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. H&E 염색을 이용한 hairless mice의 피부에 대한 형태학적 변화 및 type I pM procollagen antibody를 이용한 면역조직화학염색에서, 3-APPA는 collagen 생합성을 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 3-APPA는 섬유아세포 배양 및 hairless mouse를 이용한 실험에서 피부 섬유아세포 증식을 촉진시키며 collagen 생합성을 증가시켜 피부노화를 억제 할 수 있는 물질임을 밝혔다.
Potassium Sorbate의 향균능력측정결과 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 성장에 대하여 uncompetitive 기작으로 작용하였다. 열처리 실험의 결과 Potassium Sorbate는 가열온도에 대하여 Arrhenius, 또한 가열시간에 대하여 1차반응식관계로 향균능력을 잃었으며 따라서 보존제로 Potassium Sorbate를 식품에 첨가후 포장, 가열살균하는 일반 식품가공공정상에서 가열살균공정이 첨가 보존제의 잔류향균능력을 잃게 하는 것으로 나타났다. 플라스틱 film과 치즈안에서 Potassium Sorbate의 확산계수 및 확산에 의한 물질전달 현상을 수학적모델과 컴퓨터 simulation 그리고 실험에 의해 구하였다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE)이 범용플라스틱중에서 가장 작은 확산계수를 가져 빠른 물질전달이 요구되는 film층 또는 약물저장층으로 적합한것으로 나타났다. 그외 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET)는 느린 물질전달이 요구되는층 또는 복합다층 film에서 물질전달에 단방향성을 주는 고차단층으로 적합한것으로 나타났다. Potassium Sorbate분말과 LDPE resin분말을 섞은후 단일스크루 익스트루더로 항균성 포장 film을 제조한 결과 LDPE film의 tensile strength과 elongation, elastic modulus는 Potassium Sorbate를 3% 이상 포함할때까지 변화하지 않았다. 그러나 film의 투명도는 급격히 낮아졌다. 향균성LDPE film은 효모가 접종된 한천배지상에서 항균물질인 Potassium Sorbate를 배지위로 서서히 방출시켜 효모의 성장속도(growth rate)를 저하시키고 초기성장지체기(lag period)를 연장시킨다. 따라서 식품포장재로 적용시에 미생물의 오염을 막고 식품저장기간을 연장할것이라 여겨진다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.08a
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pp.351-352
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2011
그래핀(Graphene)은 2차원 평면구조의 $sp^2$ 탄소 결합으로 이루어진 물질이다. 일반적으로 그래핀은 탄소 원자 한층 정도의 얇은 두께를 가지면서 강철의 100배 이상 높은 강도, 다이아몬드보다 2배 이상 뛰어난 열 전도성, 그리고 규소보다 100배 이상 빠른 전자이동도 등의 매우 우수한 특성을 지닌다. 그래핀을 합성하거나 얻는 방법에는, 기계적 박리법(Micro mechanical exfoliation), 산화흑연(graphite oxide)을 이용한 reduced graphene oxide(RGO)방법과 탄화 규소(SiC)를 이용한 epitaxial growth 방법 등이 있지만, 대 면적화가 어렵거나 구조적 결함이 큰 문제점이 있다. 반면, 탄화수소(hydrocarbon)를 탄소 공급원으로 하는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)은 구조적 결함이 상대적으로 적으면서 대 면적화가 가능하다는 이점 때문에 최근 가장 많이 이용되고 있는 방법이다. TCVD를 이용, 니켈, 몰리브덴, 금, 코발트 등의 금속에서 그래핀 합성연구가 보고되었지만, 대부분 수 층(fewlayer)의 그래핀이 합성되었다. 하지만, 구리 촉매를 이용하는 것이 단층 그래핀 합성에 매우 효율적이라는 연구결과가 보고되었다. 구리의 경우, 낮은 탄소융해도(solubility of carbon) 때문에 표면에서 self limiting 과정을 통하여 단층 그래핀이 합성된다. 그러나 단층 그래핀 일지라도 면저항(sheet resistance)이 매우 높고, 이론적 계산값에 비해 전자이동도(electron mobility)가 낮게 측정된다. 이러한 원인은 구조적 결함에서 기인된 것으로써 산업으로의 응용을 어렵게 만들기 때문에 양질의 단층 그래핀 합성연구는 필수적이다[1,2]. 본 연구에서는 TCVD를 이용하여 구리 포일(25 ${\mu}m$, Alfa Aeser) 위에 메탄가스를 탄소공급원으로 하여 수소를 함께 주입하고, 메탄가스의 양과 합성시간, 열처리 시간을 조절하면서 균일한 단층 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀을 $SiO_2$ (300 nm)기판위에 전사(transfer)후 라만 분광법(raman spectroscopy)과 광학 현미경(optical microscope)을 통하여 분석하였다. 그 결과, 열처리 시간이 증가할수록 촉매로 사용된 구리 포일의 grain size가 커짐을 확인하였으며, 구리 포일 위에 합성된 그래핀의 grain size는, 구리 포일의 grain size에 의존하여 커짐을 확인하였다. 또한 동일한 grain 내의 그래핀은 균일한 층으로 합성되었다. 이는 기계적 박리법, RGO 방법, epitaxial growth 방법으로 얻은 그래핀과 비교하여 매우 뛰어난 결정성을 지님이 확인되었다. 본 연구를 통하여 면적이 넓으면서도 결정성이 매우 뛰어난 양질의 단층 그래핀 합성 방법을 확립하였다.
Sungchan Choi;Sung-Wook Kim;Eun-Kyeong Choi;Younghong Shin;Tae-Kyung Hong
Economic and Environmental Geology
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v.55
no.6
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pp.633-648
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2022
Gravity data were analyzed to identify the cause of clustered seismicity that occurred intensively in Yeoncheon, located in the central part of the Korean Peninsula. Our analysis suggests that the En echelon faults developed in the northwest-southeast direction. In addition, in the eastern part of the Dongducheon Fault, it was interpreted that high-density lower bedrock intermittently lifts close to the surface due to vertical tectonic movement accompanied by a flower structure. The fracture zone of the Dongducheon Fault is estimated that the width is about 200 m, the depth is at least 5 km, and the density is about 15% lower than the adjacent rocks. It is analyzed that the shallow earthquakes that occurred within 5 km depth was concentrated along the low-density En echelon fault fracture zone developed between the high-density rocks intruding close to the surface. Therefore, the earthquakes can be interpreted as the result that the north-south stress caused by the dextral tectonic movement of the Dongducheon Fault activated the En echelon fault in the northwest-southeast direction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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