• 제목/요약/키워드: 수정진동자미세저울

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수정진동자 미세저울을 이용한 방식도막의 물 흡수 측정 (Measurement of Water Absorption in Anticorrosive Organic Coatings Using Quartz Crystal Microbalance (QCM))

  • 이근대;도윤정;김진호;박성수;홍성수;서차수;박진환
    • 한국해양공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.77-82
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    • 2003
  • The absorption of water into an anti-corrosive organic coating, such as alkyd and urethane resin coating, was investigated, using a quartz crystal microbalance (QCM). Anticorrosive properties of the coatings were also measured, by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The overall absorption of water in the coating is determined by the chemical nature of resin, and decreases with increasing thickness. The enhancement of anti-corrosive performance, through increase of coating thickness, was more remarkable in the case of the coating that hadlower equilibrium water absorption. The absorption kinetics curves were Fickian in nature. The EIS analysis confirmed that the resin, having lower equilibrium water absorption, shows higher anti-corrosive performan.

토양-지하수내 미세플라스틱 거동 연구를 위한 수정진동자미세저울 기술 소개 (Application of Quartz Crystal Microbalance to Understanding the Transport of Microplastics in Soil and Groundwater)

  • 김주혁;명현아;손상보;권기덕
    • 광물과 암석
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    • 제33권4호
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    • pp.463-475
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    • 2020
  • 최근 토양과 지하수에서도 미세플라스틱이 발견되어 미세플라스틱 환경오염 관련 연구의 중요성이 크게 대두되고 있다. 주로 ㎛ - nm의 작은 입자로 존재하는 점토광물과 금속산화광물은 표면적이 넓어 미세플라스틱에 대한 흡착력 등 화학 반응도가 매우 높기 때문에, 광물표면 상호작용은 토양과 지하수 환경 내 미세플라스틱의 거동을 결정하는 중요한 역할을 할 수 있다. 따라서, 광물과 미세플라스틱 간의 상호작용에 대한 환경광물학 연구는 미세플라스틱 거동 예측 기술개발 및 오염대책 마련에 핵심이 되는 연구분야라 할 수 있다. 광물표면과 미세플라스틱(특히, 나노플라스틱) 연구에는 분자-나노수준의 분석기술이 요구된다. 이번 기술보고에서는 나노그람(=10-9 g) 수준의 질량 변화를 실시간으로 측정할 수 있는 초정밀 분석기기로, 광물표면에 흡·탈착되는 미세플라스틱 및 나노플라스틱의 미세한 질량 변화를 측정할 수 있는, 수정진동자미세저울(quartz crystal microbalance, QCM)을 소개한다. QCM 작동원리를 소개하고, 대표적인 QCM 연구결과와 기존 컬럼 실험과의 장단점을 비교하여 미세플라스틱 연구에 QCM 활용 가능성을 논의한다.

수정진동자미세저울을 활용한 폴리스티렌 나노플라스틱의 SiO2 표면흡착 연구 가능성 (Research Possibility of Using Quartz Crystal Microbalance for Polystyrene Nanoplastics Adsorption to SiO2 Surface)

  • 명현아;김주혁;이진용;권기덕
    • 광물과 암석
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    • 제34권4호
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    • pp.265-275
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    • 2021
  • 토양과 지하수에서 미세플라스틱과 나노플라스틱이 검출되면서 자연환경에서의 플라스틱 입자에 대한 거동 연구 필요성이 강조되고 있다. 자연환경에서 풍화과정을 통해 생성되는 2차 나노플라스틱은 그 양이 많을 것으로 예상되지만, 토양과 지하수 내 나노플라스틱에 대한 연구는 분석 기술의 제약으로 인해 플라스틱 거동 연구가 부족한 상태이다. 이번 연구에서는 수 ng/cm2 수준의 흡착량을 측정할 수 있는 수정진동자미세저울(quartz crystal microbalance, QCM)의 광물표면-나노플라스틱 상호작용 규명연구 활용 가능성을 확인하였다. 일반 컬럼실험에서는 SiO2 표면과 폴리스티렌(polystyrene) 나노플라스틱의 흡착을 관찰하기 위해 담수나 지하수의 이온세기 수준을 넘거나 높은 농도의 나노플라스틱을 주입하는데, 이번 QCM 실험에서는 컬럼실험에서 측정이 불가능한 낮은 이온세기와 플라스틱 농도에서 나노플라스틱의 흡착량을 측정할 수 있었다. 광물표면과 나노플라스틱의 상호작용 나아가 토양과 지하수 자연환경에서 나노플라스틱 거동을 이해하는 데 QCM 연구가 크게 기여할 것으로 기대된다.

수정진동자 미세저울을 위한 티타늄산화물 나노튜브 어레이 (Titanium Oxide Nanotube Arrays for Quartz Ctystal Microbalance)

  • 문규식;양대진;박훈;최원열
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.372-372
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    • 2007
  • Titanium oxide nanotube arrays were fabricated by the anodization of pure titanium thin film deposited at $500^{\circ}C$ on silicon substrates. The titania nanotubes were grown by anodization in nonaqueous-base electrolytes at different potentials between 5 V and 30 V. $TiO_2$ nanotube array with a small pore diameter of 40 nm and long titanium oxide layer of $4\;{\mu}m$ was obtained. The $TiO_2$ nanotube array was used as a porous electrode for quartz crystal microbalance (QCM). Nanoporous morphology of electrode will increase the sensitivity of microbalance.

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마이크로진동자 기반 금속유기골격체의 기체 흡탈착 분석 (Gas Sorption Analysis of Metal-organic Frameworks using Microresonators)

  • 김하민;최현국;김문갑;이영세;임창용
    • 공업화학
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    • 제33권1호
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    • pp.11-16
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    • 2022
  • 금속유기골격체(metal-organic frameworks, MOFs)는 나노사이즈의 기공을 가진 다공성 물질로, 금속이온과 유기리간드의 종류에 따라 기체흡착도 및 기공크기의 조절이 가능하다. 이러한 장점을 이용하여, 기체 포집 및 분리, 그리고 기체센서분야에서 금속유기골격체에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 신속하고, 정량적인 기체 흡탈착 분석을 위해서는, 센서 표면에 균일한 필름 형태의 다양한 MOF 구조체를 형성해야 한다. 본 총설논문에서는 양극산화알루미늄, 산화아연 나노막대, 구리 박막으로부터 직접합성법을 이용하여 각각 MIL-53 (Al), ZIF-8, Cu-BDC와 같은 MOF를 마이크로진동자 센서 표면에 균일하게 합성하는 방법에 대해 정리하였다. 또한, 대표적인 마이크로진동자인 수정진동자미세저울과 마이크로캔틸레버의 작동원리와 금속유기골격체에 기체흡착 시 변하는 신호해석에 대한 내용을 다룬다. 이를 통해, 마이크로진동자 기반 금속유기골격체의 기체 흡탈착 분석에 대한 이해를 높이고자 한다.