• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2014

양자점은 전통적인 유기 염료에 비해 흡광영역이 넓고 발광 피크의 폭이 좁으며, 흡광과 발광 사이의 에너지 차가 커서 검출이 용이하고, 광안정성이 우수할 뿐만 아니라, 단순히 크기를 조절함으로써 발광 피크의 에너지를 제어할 수 있는 특장 때문에 많은 연구가 진행되었다. 그러나 많은 나노입자들과 마찬가지로 실질적인 응용을 위해서는 양자점 나노입자들도 대부분 표면개질을 거쳐야 하는데, 이 과정이 까다롭고 또 표면개질 중에 나노입자들의 응집이 일어나거나 광특성이 나빠지는 등의 문제가 흔히 발생한다. 한편, 서브미크론 크기의 입자들은 나노입자에 비해 응집현상이 미미해서 상대적으로 취급이 용이하다. 그 중에서도 실리카 입자들은 합성방법도 쉽게 확립되어 있고 생체친화성이 우수하며 그 표면화학 반응이 이미 잘 알려져 있어서 활용하기가 매우 용이하다. 따라서 양자점 층을 실리카 표면 가까이에 자기조립을 통해 배열한 하이브리드 구조는 양자점의 장점을 편리하게 이용할 뿐만 아니라 실리카의 표면개질 특성도 그대로 이용할 수 있다는 이중의 장점이 있다. 본 논문에서는 코어/쉘 구조로 안정화된 II-VI 반도체 양자점 층을 아래 그림 1과 같이 실리카 콜로이드 내에 배열한 하이브리드 구조를 소개하고, 이 하이브리드 구조를 표면개질 하여 LED 칩 위에 패키징 함으로써 백색광을 제조한 연구 및 더 나아가 중심에 초상자성 클러스터 핵을 배치하고 이를 둘러싼 실리카 콜로이드 표면 가까이에 양자점 층을 배열한 초상자성 하이브리드 구조를 합성하여 이를 on-site sensor에 적용한 연구 결과를 소개한다.

• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.47-56
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• 2023

본 연구에서는 증류수를 사용하지 않고 상수, 공업용수 및 하천수를 활용하여 균일한 실리카 나노입자를 성공적으로 제조하는 방법에 대해 제시하였다. 또한, 제조된 실리카 나노입자들은 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 다양한 종류의 물을 사용하여 500-700nm 사이즈의 실리카 나노입자를 한 번의 실험으로 대량 제조(약 12.0g) 하였으며 증류수를 활용하여 합성한 750nm 사이즈의 실리카 나노입자와 동일한 형태학적 화학적 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 다양한 물을 사용하여 제조한 실리카 나노입자의 사이즈는 이온전도도에 따라 변화하였다. 이온전도도가 높으면 높을수록 제조된 실리카 나노입자의 크기가 작아짐을 확인할 수 있었고, 이는 이온들이 실리카 나노입자의 성장을 억제하기 때문이다. 또한, 제조한 실리카 나노입자들을 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 상수, 공업용수 및 하천수를 활용하여 제조한 실리카 나노입자가 증류수를 활용하여 합성한 실리카 나노입자 대비 높은 전단응력을 나타냄을 확인할 수 있었고, 이는 작은 사이즈의 실리카 나노입자가 전기장 하에서 더 강한 사슬 구조를 형성하기 때문이다. 결론적으로, 본 연구를 통해 다양한 물을 증류수와 같이 정제하지 않고 사용하여 실리카 나노입자를 성공적으로 제조할 수 있음을 확인하였고, 해당 입자들이 전기감응형 스마트유체 응용에서 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제28권6호
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• pp.487-493
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• 2004

계면간 상호작용이 약한 폴리(에틸 아크릴레이트-co-t-부틸 아크릴레이트) (PEB) 에멀션 고분자를 사용한 나노복합체 혼합용액에서는 pH변화에 따라 고분자 입자들과 실리카 나노입자들의 분포 형태가 결정되었다. 이러한 나노복합체는 실리카 입자의 응집이 심하였고 불규칙적인 분산성을 나타내었다. 메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (MPS)를 사용하여 개질한 용액 중합 고분자나 실리카 나노입자를 사용한 나노복합체에서는 계면간 강한 상호작용으로 인하여 실리카 나노입자가 미세하게 분산되었고 코어-쉘 형태학적 특성을 나타냈다. 계면을 MPS로 개질한 나노복합체에서는 강한 수소 결합 상호작용이 존재하는 것을 적외선 분광계로 확인하였다. 강한 계면 상호작용을 갖는 나노복합체는 고분자 사슬의 유리 전이 온도가 증가하였고 ΔC$_{p}$ 는 감소하였으며 열분해 온도는 상승되었다.며 열분해 온도는 상승되었다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제23권2호
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• pp.79-85
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• 2008

본 연구에서는, 세리아($CeO_2$), 실리카($SiO_2$) 및 티타늄($TiO_2$) 나노입자의 유전독성과 생태독성 평가를 위하여 바이오 모니터링에 널리 이용되는 수생생태 감시종인 Daphnia magna를 사용하였다. 합성한 나노입자 세리아와 공업적으로 상용되는 실리카 및 티타늄을 유전독성 및 생태독성평가에 이용하였다. 세리아의 경우, D. magna의 DNA의 파괴가 증가함을 통해 세리아의 유전독성 가능성을 확인할 수 있었으나, 실리카 및 티타늄의 경우에는 두 물질 모두 유전독성 영향이 나타나지 않았다. 실리카는 DNA에는 영향을 미치지 않는 것으로 보이나, 실리카에 노출된 D. magna의 사멸은 증가하는 결과를 보였다. 그러나, 티타늄에 노출된 D. magna에서는 유전독성 및 생태독성 인자의 유의적인 변화를 관찰할 수 없었다. 이상의 전체 결과를 통하여 예상할 수 있는 것은 세리아 나노입자가 D. magna에 유전독성을 일으킬 수 있다는 점이다. 이 결과는 나노입자가 광범위하게 이용되고 있으나 독성 관련 자료가 미약한 현재에 수생태 관련 독성 연구 결과로서 이바지 할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.308-313
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• 2005

실리콘 잉고트의 절단공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지는 실리콘과 실리콘카바이드 등의 유가자원이 함유되어 있으며, 이 중 실리콘 분말은 실리콘 화합물인 알콕시실란 등을 제조하는데 원료로 사용이 가능하다. 본 연구에서는 폐실리콘 슬러지로부터 분리, 합성된 사에 톡시실란(TEOS)을 원료로 이용하여 실리카 나노분말을 합성하였다. TEOS 원료물질을 외부 혼합형 이류체 노즐을 이용하여 미세액적으로 분무하고 화염 속으로 도입시키고 화염열분해 반응을 진행시켜 실리카 나노분말을 합성하였다. 합성된 실리카 나노입자의 특성은 투과형 전자현미경 및 BET에 의하여 입자형상 및 평균 입자크기가 분석되었다. 주요 공정변수인 분산공기의 압력, 반응가스의 조성을 변화시켜 실험한 결과 평균크기가 $9{\sim}68nm$인 실리카 나노분말을 제조하였다.

• 폴리머
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2010

기체 분리막의 투과 특성을 향상시키기 위하여 불소계 폴리이미드(6FDA-6FpDA) 고분자 매트릭스에 실리카 나노입자를 첨가한 유기-실리카계 복합 소재 막을 제조하였다. 실리카 입자의 분산도를 높이기 위하여 먼저 $\gamma$-MPS를 이용한 표면처리 과정을 거친 후, 6FDA-6FpDA와 단일상을 이룰 수 있는 PMMA를 실리카 나노입자 표면에 도입하였다. PMMA-graft-silica와 비교해 보았을 때, 순수 실리카 입자의 경우 불규칙 분산성으로 인하여 투과도는 증가하나 기체에 대한 낮은 선택도를 가졌다. PMMA를 도입시킨 실리카 입자를 첨가한 복합막의 경우 실리카 입자의 함량에 따라 고분자 필름을 제조하여 He, $O_2$, $N_2$, $CO_2$의 기체투과도를 측정하였다. 실험 결과 실리카 입자의 함량이 높아 질수록 사슬 정렬 방해에 의한 자유 부피가 증가되어 투과도가 증가되나 1 wt% 이후에는 과량의 실리카 입자의 첨가로 인한 고분자 내의 유효면적 감소로 인해 투과도가 감소하는 결과를 보였다. 전체적으로 가스의 투과도 증가로 인해 선택도의 감소를 보였으나 이산화탄소의 경우 선택도의 증가를 보였으며 이는 실리카 나노입자와 고분자 매트릭스 사이의 상호 결합으로 인해 나타나는 크기 제어에 의한 선택도 향상이다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.721-726
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• 2012

해수에서 사용되는 음향 소나 시스템의 호스 소재로 열가소성 폴리우레탄 탄성체가 사용되고 있다. 장기간 소나 운용을 위해서는 향상된 기계적 물성과 해수 및 오일에 의한 낮은 팽윤도를 갖는 소재가 요구된다. 해수 적용에 적합한 향상된 물성의 복합재료를 개발하기 위해 실리카 나노입자 표면에 폴리우레탄을 그래프트시킨 TPU-g-silica 나노입자를 제조하고 이를 폴리우레탄과 혼련하여 복합재료를 제조하였다. 실리카 나노입자를 포함한 폴리우레탄 복합재료는 실리카 입자의 표면 처리에 상관없이 폴리우레탄보다 향상된 인장강도와 낮은 팽윤도를 나타내었다. 폴리우레탄 복합재료들이 같은 함량의 실리카 입자를 포함한 경우, TPU-g-silica를 포함한 복합재료가 표면처리를 하지 않은 실리카 입자를 포함한 복합재료에 비해 보다 향상된 인장강도와 낮은 팽윤도를 나타내었다. 장시간 오일에 함침 후 인장강도를 측정한 결과 폴리우레탄에 비해 TPU-g-silica를 포함한 복합재료가 높은 인장강도를 유지하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 춘계학술발표논문집
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• pp.273-275
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• 2007

본 논문은 실리카 코팅 자성 나노입자를 이용한 새로운 DNA의 정제에 관한 것으로 기존의 negative-charged polyanion 형태의 수지 및 실리카 멤브레인 기술을 이용한 제품의 단점인 저속, 고비용의 정제방법을 개선할 수 있는 새로운 정제법을 기술한 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.61-62
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• 2011

실리카 나노입자를 분산시킨 기능성 코팅 소재를 개발하였다. 본 기능성 코팅 소재는 마그내슘 판재에 적용하여 내스크래치 및 내부식성을 향상시키기 위한 것이다. 최근 마그네슘 판재는 스마트 폰 및 이동통신 기기의 외장재소재로 각광을 받고 있다. 그러나 표면의 기계적 강도가 약하고, 특히 수분에 의한 부식이 심각하여 사용에 많은 제한을 받고 있다. 본 연구에서는 실리카 나노입자가 분산된 유무기 하이브리드 코팅을 적용하여 기계적 강도 및 내부식성을 향상하고자 하였다. 분산하는 나노입자의 크기를 달리하여 코팅층으로부터 각각 다른 물리적 화학적 특성을 유도할 수 있었다. 각 코팅 층의 특성은 연필경도, 기판 휨 각도, 그리고 electrochemical impedance spectroscopy 등을 이용하여 평가하였고, 최종적으로 휴대폰 신뢰성 평가 기법을 적용하여 상용화 적용성도 평가하였다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.5-13
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• 2023

본 연구에서는 반도체 공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지를 활용하여 고부가가치의 실리카 나노입자로 합성하는 방법들에 대한 비교 연구를 수행하였다. 상세히는, 폐실리콘 슬러지 내에 존재하는 금속과 유기 불순물을 산세 처리를 통해 제거한 뒤 졸-겔법과 수열합성법을 통해 실리카 나노입자로 제조하였다. 두 가지 합성법을 통해 제조된 실리카 나노입자에 대한 다양한 형상 및 특성 분석을 진행하였다. 그 결과, 졸-겔법으로 제조된 실리카 나노입자는 순도가 높고 균일한 형상으로 합성되었으며, 수열합성법은 수율과 단순한 제조법의 이점을 확인할 수 있었다. 본 비교 연구는 폐실리콘 슬러지에서 실리카 나노입자를 제조하는 두 가지 합성법에 대한 상세한 실험 결과를 제시하여, 반도체 공정에서 발생하는 부산물을 활용한 고부가가치 소재 제조법 정립에 기여할 것으로 기대된다.