• 제목/요약/키워드: 전기화학적성장

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DLC 코팅에 의한 PVdF-HFP 막의 표면변화 및 접촉각 연구 (Study of surface modification and contact angle by electrospun PVdF-HFP membrane with DLC coating)

  • 이태동;조현;윤수종;김태규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 전기방사법(Electrospinning technique)을 이용하여 PVdF-HFP(Poly vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) 멤브레인을 제조하고, 그 멤브레인 표면위에 DLC(Diamond-like carbon) 코팅공정을 적용하여 멤브레인의 표면변화 및 접촉각 변화를 조사하였다. Ar 플라즈마 처리시간 및 처리조건에 따라 PVdF-HFP 멤브레인 파이버 표면이 주름(wrinkles)형태로 변화 하였다. 이러한 Ar 플라즈마 처리가 된 PVdF-HFP 멤브레인은 초친수성(super-hydrophilic) 특성으로 변했지만, 초친수성 PVdF-HFP 멤브레인에 DLC 코팅공정을 적용하면 반대로 초소수성(super-hydrophobic) 특성으로 변화되었다. 이러한 특성을 가진 표면을 접촉각 측정과 XPS, FE-SEM 측정으로 분석하였다. 따라서 화학적 조성과 표면 형상에 의해 접촉각 특성을 가지는 것으로 확인하였다.

수열합성에 의한 3차원 구조의 NiCo2O4 제조 및 글루코스 센서로서의 응용 (3-Dimensional NiCo2O4 nanostructure prepared by hydrothermal process and its application for glucose sensor)

  • 장규봉;민성욱
    • 한국결정성장학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.78-83
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    • 2021
  • 본 연구에서는 수열반응법을 이용하여 3차원 구조를 갖는 NiCo2O4 입자를 합성했다. 수열합성에서 반응조건 [Ni]/[Co] 비율, 반응시간과 열처리온도를 달리하여 입자의 조성과 형상을 조절했다. 최적의 조건을 결정하고자 XRD, SEM을 통해 입자를 분석하였으며, [Ni]/[Co] 1:2 비율, 반응시간 12시간, 열처리 400℃ 4시간 조건에서 3차원 구조를 갖는 단일상의 NiCo2O4가 합성하였다. 합성된 NiCo2O4 나노구조체의 글루코스 센서 특성평가 결과, 글루코스에 대해 높은 민감도와 탁월한 선택성을 나타냈다. 본 연구를 통해 합성한 NiCo2O4 나노구조체는 향후 비효소 기반 전기화학적 글루코스 센서로 널리 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

폐리튬이차전지 스크랩 재활용을 통한 양극활물질 전구체 합성 연구 (A study on the synthesis of a cathode active material precursor from a waste lithium secondary battery)

  • 김보람;김대원;김태헌;이재원;정항철;한덕현;정수훈;양대훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.61-67
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    • 2022
  • 폐리튬이차전지 스크랩으로부터 회수한 유가금속인 니켈, 코발트, 망간을 정제하여 제조한 리튬이차전지 전구체 금속염 용액으로 테일러반응을 통해 NCM 811 전구체를 제조하였다. 반응 시간에 따른 전구체 형태 변화를 SEM, PSA, ICP 분석 결과를 기반으로 합성 조건을 확립하였다. 이에 상업용 전구체와 재활용하여 합성한 전구체의 전기 화학적 특성인 충·방전 특성, 율특성, 수명특성 등을 평가하여 비교 연구하였으며, 상업용 전구체와 비교 시 큰 차이가 없거나 일부 특성에서는 우수한 특성을 확인할 수 있었다.

$SiH_2Cl_2와 NH_3$를 이용하여 원자층 증착법으로 형성된 실리콘 질화막의 특성 (The Characteristics of silicon nitride thin films prepared by atomic layer deposition method using $SiH_2Cl_2 and NH_3$)

  • 김운중;한창희;나사균;이연승;이원준
    • 한국진공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.114-119
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    • 2004
  • Si 원료물질로 $SiH_2Cl_2$, N 원료물질로 $NH_3$를 사용하여 증착온도 $550^{\circ}C$에서 P-type Si (100) 기판위에 실리콘 질화막을 원자층 증착 방법으로 형성하고 물리적, 전기적 특성을 평가하였다. 증착된 박막의 두께는 증착 주기의 횟수에 대해 선형적으로 증가하였고, Si와 N 원료물질의 공급량이 $3.0\times10^{9}$ L 일 때 0.13 nm/cycle의 박막 성장속도를 얻을 수 있었다. 원자층 증착된 박막의 물리적 특성을 기존의 저압화학증착 방법에 의해 증착된 박막과 비교한 결과, 원자층 증착 방법을 사용함으로써 기존의 방법보다 증착온도를 $200 ^{\circ}C$이상 낮추면서도 굴절률 및 습식에칭 속도 측면에서 유사한 물성을 가진 실리콘 질화막을 형성할 수 있었다. 특히, 원자층 증착된 박막의 누설 전류밀도는 3 MV/cm의 전기장에서 0.79 nA/$\textrm{cm}^2$로서 저압화학증착 방법에 의해 증착된 질화막의 6.95 nA/$\textrm{cm}^2$보다 우수하였다.

오수처리 반응기에서 생물막 매개체에 부과한 전기화학적 산화전위가 생물막의 구조와 미생물의 대사에 미치는 영향 (Influence of Electrochemical Oxidation Potential on Biofilm Structure and Bacterial Dissimilation in Wastewater Treatment Bioreactor)

  • 나병관;박두현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.73-80
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    • 2007
  • 생물막 매개체를 도자기 격막으로 구획된 오수처리 반응기에 장착하고 직류 2volt의 전압을 부과하여 생물막 매개체가 산화 전위를 유지할 수 있게 유도하였다. 반면 대조실험을 위해 사용한 반응조의 생물막 매개체에는 전압을 부과하지 않았다 ABM-반응기와 CBM-반응기에서 배양시간에 따른 생물막의 구조, 생물량의 변화, 오수처리 효율 등을 측정하여 상호 차이를 비교하였다. 전자현미경으로 관찰한 ABM의 생물막은 CBM의 생물막에 비해 분산성이 크고 미생물이 과밀하게 성장하지 않았으나 CBM의 생물막은 배양 시간에 비례하여 지속적으로 성장하면서 생물막 매개체를 완전히 덮어 과밀 생물막을 형성하였다. ABM의 ORP는 CBM의 ORP 100 mV에 비해 매우 큰 차이를 보이는 800 mV를 유지하였으며, 반응액의 ORP 또한 ABM과 CBM의 영향을 받아 각각 550 mV와 400 mV를 유지하였다. ABM-반응기에서 오수처리 효율은 CBM-반응기에서 오수처리 효율의 약 2배 정도의 차이를 나타내었다. 이러한 결과로부터 생물막 매개체에 부과한 양전위의 전기 에너지는 생물막을 구성하는 미생물 과밀현상을 억제하고 매개체의 ORP를 높게 유지함으로서 미생물의 대사 활성을 촉진하고 결과적으로 오수내 함유된 유기물의 산화효율을 증가시키는 작용이 있는 것으로 확인되었다.

소수의 층을 갖는 환원 graphene oxide(rGO) 표준화를 위한 물성분석 (Characterization of few-layered reduced graphene oxide (rGO) for standardization)

  • 안해준;허승헌;지영호;이병우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.239-245
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    • 2022
  • 환원그래핀옥사이드(rGO)는 우수한 전기 화학적 능력으로 많은 응용과 관심이 집중되고 있어, 이에 대한 구조 및 열분석을 통한 rGO의 표준화는 품질개선과 관리를 용이하게 하여 사용자가 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있도록 할 수 있다. rGO 및 그래핀 관련 재료의 경우 레이어 층수의 결정과 그에 따른 물성의 차이를 정의하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 하이드라진 환원공정을 통해 그래핀옥사이드(GO)로부터 3~4층의 rGO-1과 9~10층의 rGO-2를 얻었다. 이렇게 준비된 rGO에 대해 X선 회절(XRD) 패턴인 (002) 반사와 관련된 2θ≈25°에서 회절 피크를 얻어 층간 거리와 FWHM 값을 얻어 층수(layer number)를 결정하였다. 이때 XRD 데이터 분석은 회절분석용 표준물질들을 사용하여 각도 보정을 수행하였다. 정밀한 층간거리와 FWHM 값은, 각도 보정된 회절 데이터를 이용하여 OriginLab 및 오픈 소스 XRD 회절분석 프로그램들을 사용하여 결정하였다. rGO 샘플들의 추가적인 물성 표준화 분석을 위해 TG-DSC 열분석을 수행하였다.

유기 금속 화학 증착법에 의한 $(Ba_{1-x},\;Sr_x)TiO_3$ 박막의 제조 및 전기적 특성 (Preparation and Electrical Properties of $(Ba_{1-x},\;Sr_x)TiO_3$ Thin Film by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)

  • 윤종국;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제5권7호
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    • pp.816-819
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    • 1995
  • 저압 유기금속 화학 증탁법에 의하여 Pt/Ti/SiO$_2$/Si 기판위에 (Ba$_{1-x}$ , Sr$_{x}$)TiO/$_3$박막이 제조 되었다. 제조된 BST 박막의 결정화도는 증착온도가 증가함에 따라 (100)방향으로 우선 성장하였다. 90$0^{\circ}C$에서 증착한 BST 박막은 100kHz의 주파수에서 유전상수가 365, 유전손실이 0.052를 나타내었다. 인가전계에 따라 축전용량의 변화가 작은 상유전 특성을 보였으며 0.2MV/cm인가 전계에서 축적 전하 밀도(charge storage density)는 60fC/$\mu\textrm{m}$$^2$을, 0.15MV/cm인가 전계 영역에서 누설 전류밀도(leakage current density)는 20nA/$\textrm{cm}^2$을 나타냈다.냈다.

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도핑효과에 따른 리튬이차전지용 NCA 양극활물질의 전기화학적 특성 향상 (Enhanced Electrochemical Properties of NCA Cathode Materials for Lithium Ion Battery by Doping Effect)

  • 범지우;김은미;정상문
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권6호
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    • pp.861-867
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    • 2017
  • 니켈 함량이 높은 리튬이차전지용 NCA 양극소재의 용량 및 수명특성을 향상시키기 위하여 붕소와 코발트를 상업용 $Li_{1.06}Ni_{0.91}Co_{0.08}Al_{0.01}O_2$ (NCA)에 도핑하여 리튬이차전지의 양극소재로 사용하였다. 상업용 NCA 양극소재는 약 $5{\mu}m$$12{\mu}m$ 크기의 2차 입자들이 혼합되어 있고 붕소와 코발트 도핑후 입자크기는 조금 감소되었다. 붕소와 코발트를 도핑한 NCA-B와 NCA-Co의 초기 방전용량은 각각 214 mAh/g과 200 mAh/g으로 도핑하지 않은 NCA에 비해 높게 나타났으며, 특히 NCA-Co는 20번째의 방전용량이 157 mAh/g으로 가장 우수한 방전용량특성을 나타내었다. 이는 코발트를 도핑함으로써 c축 방향으로의 결정이 성장되어 리튬이온의 확산이 용이하기 때문이다.

사료의 조단백질 및 아미노산 함량이 토종오리의 성장과 도체 특성에 미치는 영향 (Effect of Dietary Crude Protein and Amino Acid Contents on Growth Performance and Carcass Characteristics in Korean Native Ducks)

  • 권형주;추연경;오성택;김학규;강창원;안병기
    • 한국가금학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.351-359
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    • 2013
  • 본 실험은 조단백질과 아미노산(Lysine/TSAA) 수준이 토종오리의 생산성 및 도체 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 수행되었다. 육성 전기는 토종오리 450수를 6개 처리에 공시하여 사용하였으며, 육성 후기는 육성 전기를 거친 토종오리 중 360수를 6개 처리에 공시하여 사용하였다. 육성 전기의 실험 사료는 조단백질 23 및 20% 아미노산(Lysine/TSAA)은 각각 1.31/1.09, 1.21/1.00 및 1.11/0.91와 1.11/0.91, 1.02/0.83 및 0.92/0.75였으며, 육성 후기에는 조단백질 19 및 17%, 아미노산(Lysine/TSAA)은 각각 1.00/0.79, 0.94/0.75 및 0.88/0.71와 0.88/0.71, 0.82/0.67 및 0.76/0.63로 처리하여 사용하였다. 육성 전기 실험 결과는 조단백질 수준이 증가함에 따라 생체중과 일당 증체량이 유의적으로 개선되었지만(P<0.05), 아미노산(Lysine/TSAA)과 조단백질 ${\times}$ 아미노산(Lysine/TSAA) interaction에 유의차는 나타나지 않았으며, 균일도는 조단백질, 아미노산(Lysine/TSAA) 및 조단백질 ${\times}$ 아미노산(Lysine/TSAA) interaction 모두에서 유의차가 나타나지 않았다. 육성 후기 실험 결과는 성장성적, 도체율 및 상대적 중량 모두에서 조단백질, 아미노산(Lysine/TSAA) 및 조단백질 ${\times}$ 아미노산(Lysine/TSAA) interaction간 유의차가 나타나지 않았으며, 토종오리 고기의 화학 및 물리적 특성인 육색, pH, 전단력가 및 가열 감량에서도 조단백질, 아미노산(Lysine/TSAA) 및 조단백질 ${\times}$ 아미노산(Lysine/TSAA interaction)간 유의차가 나타나지 않았다. 본 실험 결과, 토종오리는 육용종 오리와 달리 육성 후기의 경우 낮은 성장률으로 인하여 상대적으로 낮은 조단백질과 아미노산 수준이 필요할 것으로 사료된다.

ITO/PET 기판 위에 성장된 산화아연 나노로드에 형성된 은 입자의 광학적 특성 및 소수성 표면 연구 (Optical and Hydrophobic Properties of Ag Deposited ZnO Nanorods on ITO/PET)

  • 고영환;김명섭;유재수
    • 한국진공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.205-211
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    • 2012
  • 인듐주석산화막/폴리에틸렌 테레프탈레이트(ITO/PET: indium tin oxide/polyethylene terephthalate) 유연 기판 위에 성장된 산화아연(ZnO) 나노로드(nanorods)를 이용하여 형성된 은(Ag) 입자의 광학적 특성 및 소수성 표면에 대해 조사하였다. 시료를 준비하기 위해 스퍼터링법(sputtering)으로 코팅된 산화아연 씨드층(seed layer)을 이용하여 전기화학증착법(electrochemical deposition)으로 산화아연 나노로드를 성장시킨 후, 열증발증착법(thermal evaporation)을 사용하여 은을 증착하였다. 산화아연 나노로드의 불연속적인 표면 특성 때문에 은이 증착되면서 나노크기를 갖는 입자로 형성되었다. 비교를 위해 같은 조건으로 은을 평평한 ITO/PET에 증착하여 시료를 준비하였으며, 증착되는 은의 양을 조절하기 위해 100초에서 600초까지 열증발증착시간을 변화시켰다. 은 증착시간이 증가할수록 산화아연 나노로드 표면에 형성되는 은 입자의 크기와 양이 증가하였으며, 또한 빛의 흡수율이 가시광 영역에서 크게 증가하는 것을 확인하였다. 이는 은 입자의 국소표면플라즈몬공명(localized surface plasmon resonance)에서 기인된 것으로 짐작한다. 또한 물방울 테스트실험에서 평평한 ITO/PET에 증착된 은에서의 접촉각(contact angle)보다 산화아연 나노로드에 증착된 은 입자에서의 접촉각이 크게 증가함을 보여, 개선된 소수성 표면을 가질 수 있음을 확인하였다. 이러한 광학적 특성과 소수성 표면 결과는 산화아연 나노로드의 기반의 염료감응형 태양전지 또는 자정효과(self-cleaning)를 갖는 표면구조로 유연소자에 유용하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.