• Clean Technology
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.194-201
• /
• 2009

Reductive reactivity of zero-valent iron nanoparticles was investigated for removal of nitrate-nitrogen which is considered one of the major water pollutants. To elucidate the difference in reactivity between preparation methods, iron nanoparticles were synthesized respectively from microemulsion and aqueous solution of ferric ions. Iron nanoparticles prepared from microemulsion were deposited on aluminum by electrophoretic method, and their reaction kinetics was compared to that of the same nanoparticles suspended in aqueous batch reaction. With an approximation of pseudo-first-order reaction, rate constants for suspended nanoparticles prepared from microemulsion and dilute aqueous solution were $3.49{\times}10^{-2}min^{-1}$ and $1.40{\times}10^{-2}min^{-1}$, respectively. Iron nanoparticles supported on aluminum showed ca. 30% less reaction rate in comparison with the identical nanoparticles in suspended state. However, supported nanoparticles showed the superior effectiveness in terms of nitrate-nitrogen removal per zero-valent iron input especially when excess amounts of nitrates were present. Iron nanoparticles deposited on aluminum maintained reductive reactivity for more than 3 hours, and produced nitrogen gas as a final reduction product of nitrate-nitrogen.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
• /
• v.11 no.6
• /
• pp.83-91
• /
• 2006

Reduction kinetics and the behaviour of intermediate of three high explosives (HMX, RDX, and TNT) were studies in batch reactors using nano- or micro- size zero valent iron(nZVI or mZVI) as reducing agent. The kinetic constants normalized by the mass of iron ($k_M$) or by the surface area ($k_{SA}$) were measured and compared along with the changes in the concentrations of intermediates. Results showed that $k_M$ and $k_{SA}$ values were not suitable to fully explain the behaviour of mother compounds and reduced intermediates in the batch reactor. The concentrations of initial explosives degradation products, such as nitroso-RDXs, nitroso-HMXs, and hydroxylamino-TNTs, were higher in mZVI treated reactor than in nZVI treated reactor, whereas more reduced polar intermediates such as TAT were accumulated in the nZVI reactor. Therefore, a new parameter, which accounted for the intermediates reduction, needs to be developed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.577-577
• /
• 2012

자성나노유체(ferrofluid)는 계면활성제로 코팅된 직경 10 nm인 자성나노입자(magnetic nanoparticle)가 바탕액체(물 또는 오일 등)에 분산하고 있는 액체이다. 최근 연구에 의하면 자성나노 유체가 변압기 절연유로 사용될 경우 열전달 및 절연 특성이 향상된다고 보고되고 있다. 또한 자성나노유체에 포함된 자성나노입자는 영구자석 및 전자석 등에 의한 외부 자기장뿐만 아니라, 두 전극 사이에 인가된 전기장에 의한 유도자기장에 영향을 받는다고 한다. 본 연구에서는 두 전극 사이 전압을 1 kV로 인가한 경우에서 광학현미경을 이용한 자성나노입자의 마이크로 채널(microchannel) 내부 이동특성 관측 및 Maxwell 방정식을 이용한 전자기장 수치해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과를 통하여 자성나노유체에 포함된 자성나노입자가 인가된 전기장에 의하여 발생되는 이동특성을 분석하고, 선행연구에서 보고된 절연특성 변화에 관한 상관관계에 대해 고찰하였다. 광학현미경 관측 결과로부터 전기장이 인가되지 않은 경우에 균일하게 분산되어 있는 자성나노입자는 전기장 인가에 따라 발생되는 유도자기장에 의하여 입자 간의 뭉침(agglomeration) 현상과 전극 주위로 이동하려는 성질을 확인하였다. 또한 수치해석 결과로부터 자성나노입자의 존재로 인하여 전극 사이의 전기장 강도와 자속밀도가 증가함을 확인하였으며, 자성나노입자의 이동을 유발하는 유도자기장이 전극 주위에서 큰 것을 파악할 수 있었다. 이와 같은 결과는 자성나노입자가 변압기 절연유에 첨가된 경우우 절연파괴전압이 변화되는 이유를 설명할 수 있는 근거가 된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.12 no.2 s.35
• /
• pp.181-186
• /
• 2005

We fabricated thin films of polystyrene-block-poly(methyl methacrylate)(PS -b-PMMA) on the self-assembled monolayers(SAM) of 3-(p-methoxyphenyl)propyltrichlorosilane(MPTS) on silicon wafers. Cylindrical nanodomains of PMMA or PS were oriented perpendicular to the surface of silicon wafers due to the neutral affinity of the SAM to PS and PMMA blocks. By selective removal of the PMMA block with UV irradiation and washing, nanoporous films and nanorod assemblies were produced. The nanoporous film can be used for a nanolithographical mask.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.429-434
• /
• 2012

Ignition delay of micro/nano aluminum particles is caused by aluminum oxide shell. The method of minimizing this ignition delay is proposed in the study. Generating and heating of particles are processed at the same time. As soon as heated particles are produced, they immediately contact with oxygen. Chemical reaction is induced on the contact surface instead of crystallization of oxide shell. Finally particles are ignited. Aluminum particles are generated by laser ablation on an aluminum plate using Nd:YAG pulse laser. Injected particles are confirmed through visualization of particles using scattering method. $CO_2$ continuous laser supplies heat to aluminum plate and generated particles. Trace of burning particles is observed in the experiment.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.13-18
• /
• 2020

Iron oxide nanoparticles were microencapsulated using fibroin, a protein polymer of silk fiber, for theragnostic applications. The content of iron oxide was determined to be 4.28% by thermogravimetric analysis and 5.11% by magnetometer. A suspension of murine fibroblast 3T3 cells grown in medium supplemented with iron oxide-microcapsules turned clear in response to the magnetic force and the cells aggregated to the magnet direction. Neodymium magnets placed on the top of the culture dish, and attracted cells to the center of the culture surface. The cells collected on the culture surface aggregated to form a rough spheroid of 2 mm in a diameter after 72 h. In the outer layer of the cell aggregate, cells were relatively large and gathered together to form a dense tissue, but the central part was observed to undergo cell death due to the mass transfer restriction. In the outer layer, iron oxide-microcapsules were lined up like chains in the direction of magnetic force. Using microCT, it was demonstrated that the iron oxides inside the cell aggregate were not evenly distributed but biased to the magnetic direction.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.142-142
• /
• 2004

박막으로 표면처리한 다양한 강판이 자동차 차체와 부품, 가전제품 등의 제조를 위해 여러 가지 판재 성형공정에 적용되고 있으나, 제품 개발기간과 비용 감소, 성형과정에서 표면 코팅층의 특성 변화로 인해 성형성 열화와 성형불량을 줄이면서, 제품의 고정밀화, 고품질화를 실현하기 위해서는 코팅층에 대한 기계적 특성과 마찰거동을 명확히 규명하는 것이 반드시 필요하다 현재 나노 마이크로 수준인 코팅층의 기계적 물성치를 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법은 나노 인덴테이션이다.(중략)

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.23 no.12 s.189
• /
• pp.21-29
• /
• 2006

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.387-387
• /
• 2011

탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.229-235
• /
• 2009

Millimeter-scale aligned arrays of thin-multiwalled carbon nanotube (t-MWCNT) on layered Si substrates have been synthesized by oxygen-assisted microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD). We have succeeded in growth of vertically aligned MWCNTs up to 2.7 mm in height for 150 min. The effect of $O_2$ and water vapour on growth rate was systematically investigated. In the case of $O_2$ gas, the growth rate was ${\sim}22{\mu}m/min$, which is outstanding growth rate comparing with those of conventional thermal CVD (TCVD). Scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and Raman spectroscopy were used to analyze the CNT morphology, composition and growth mechanism. The role of $O_2$ gas during the CNT growth was discussed on.