• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.6
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• pp.684-689
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• 2021

In this paper, we develop a cost effective and disposable voltammetric sensing platform involving screen-printed carbon electrode (SPCE) modified with the nanocomposites composed of multi-walled carbon nanotubes, polyelectrolyte, and tyrosinase for bisphenol A. This is known as an endocrine disruptor which is also related to chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular and female reproductive diseases, precocious puberty, and infertility. A negatively charged oxidized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) wrapped with a positively charged polyelectrolyte, e.g., polydiallyldimethylammonium, was first wrapped with a negatively charged tyrosinae layer via electrostatic interaction and assembled onto oxygen plasma treated SPCE. The nanocomposite modified SPCE was then immersed into different concentrations of bisphenol A for a given time where the tyrosinase reacted with OH group in the bisphenol A to produce the product, 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone). Cyclic and differential pulse voltammetries at the potential of -0.08 V vs. Ag/AgCl was employed and peak current changes responsible to the reduction of 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone) were measured which linearly increased with respect to the bisphenol A concentration. In addition, the SPCE based sensor showed excellent selectivity toward an interferent agent, bisphenol S, which has a very similar structure. Finally, the sensor was applied to the analysis of bisphenol A present in an environmental sample solution prepared in our laboratory.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1932-1934
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• 2003

본 논문은 신경전달물질 중 우울증, 신부전증의 지표 물질인 세로토닌의 농도를 극미량의 시료를 사용하여 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위해 초소형 효소 고정화 전극을 개발하였다. 전극은 실리콘 웨이퍼 상에 반도체 공정을 이용하여 마이크로 크기의 Pt 박막 전극을 제작하였고, 전기화학적 방법으로 pyrrole 단량체를 Pt 전극 상에 순환전압전류법을 이용하여 산화적으로 전기 중합하였다. 효소의 고정은 일정 전압을 인가한 시간대 전류법으로 고정화하였다. 제작된 전극은 시간대 전류법으로 세로토닌의 농도에 따른 감도를 측정하였다. 세로토닌의 농도 범위 $1.0{\mu}mol/L{\sim}10mmol/L$에서의 감도는 $7.0{\mu}$A/decade를 나타내었으며, 실험결과에 따라 전극의 표면에서 발생하는 전류는 세로토닌의 농도에 비례함을 알 수 있었다. 전극의 표면분석은 Scanning Electron Microscopy(SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDX) 그리고 Auger Electron Spectroscopy(AES)를 이용하여 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.144-144
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• 2017

제한된 조건에서 타이타늄을 양극산화 하였을 때, 자기 정렬된 나노 튜브 형태의 티타니아 구조를 얻을 수 있으며, 그 형태는 양극산화 조건에 따라 변할 수 있음은 학계에 이미 잘 알려져 있다. 그러나 자세한 메커니즘과 전기화학적 조건들은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 자기 정렬된 티타니아 나노 구조의 형태학적 변화를 인가전압과 혼합 전해질의 농도를 변화시켜가며 체계적으로 연구하여, 티타니아 나노 튜브와 마이크로 콘이 생성되는 조건에 대한 지도를 그렸다. 일반적으로 인가 전압이 증가하고, 혼합 전해질에서의 불산의 농도가 낮을수록, 티타니아 나노 구조가 나노튜브에서 마이크로 콘으로 변화하는 것을 확인하였다. 티타니아의 다양한 기능적인 특성을 바탕으로, 구조변화에 대한 전기화학적 이해를 통해, 물 분해, 연료 감응형 태양전지(DSSCs), 광촉매, 가스 센서 등에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.143-143
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• 2004

탄소나노튜브는 고종횡비, 10nm이하의 매우 작은 직경, 높은 전기전도도 및 열전도도, 금속 및 반도체 특성 둥의 우수한 특성 때문에 많이 사용되고 있다. 최근에는 전기적 소자나 화학적, 기계적 센서 그리고 측정용 프로브로 사용될 목적으로 탄소 나노 튜브를 전극들 사이나 끝 단이 날카로운 탐침의 끝에 위치시키는 연구가 진행되고 있다. 탄소나노튜브를 끝 단이 날카로운 탐침의 끝에 위치시켜 CNT tip을 만드는 경우, 지금까지는 수동 조작(manipulation)에 의한 방법과, 화학기상증착법(Chemical Vapor Depsosition: CVD)에 의한 성장방법이 많이 사용되고 있다.(중략)

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.17 no.1
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• pp.29-34
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• 2008

A new disposable amperometric tri-enzyme biosensor for the detection of paracetamol has been developed. The paracetamol sensors developed uses horseradish peroxidase modified screen-printed carbon electrodes (HRP-SPCEs) coupled with immobilized enzymes, tyrosinase and aryl acylamidase, prepared using a poly (vinyl alcohol) bearing styrylpyridinium groups (PVA-SbQ) matrix. Optimization of the experimental parameters has been performed and the paracetamol biosensor showed detection limit for paracetamol is as low as $100{\mu}M$ and the sensitivity of the sensor is $1.46nA{\mu}M^{-1}cm^{-2}$.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.21 no.5
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• pp.374-378
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• 2012

Biofouling causes many problem in industrial processes, medical health industries, water utilities and our daily life. So detecting formation of biofilm on the surface of medical appliance, water pipe and industrial utility is highly important to prevent the problem caused by biofouling. In this study, we suggest an electrochemical sensor for detecting biofilm. We fabricated the electrochemical sensor in MEMS process and cultivated two different kinds of Pseudomonas aeruginosa RpoN type and Wild type on the surface of electrochemical sensor. Each group of Pseudomonas aeruginosa was cultivated according to the hours of 2, 4, 6, 8, 12 and 24. Then we investigated changes in degree of biofilm cultivation using cyclic voltammetry. As a result, it was observed that peak of the cyclic voltammetry curve is increased according as the biofilm growth on the surface of electrochemical sensor. Also we can discern between Pseudomonas aeruginosa RpoN type and Wild type.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.22 no.5
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• pp.357-363
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• 2013

An ultraviolet pulsed laser ablation of polyimide film coated with platinum has been used to enhance the sensitivity for the application as an electrochemical biosensor. Densely packed cones are formed on polyimide surface after UV irradiation which results in increase of surface area. In order to apply the sensitivity improvement of laser ablated polyimide film electrodes, the glucose oxidase modified biosensor was fabricated by using an encapsulation in the gel matrix through sol-gel transition of tetraethoxysliane on the surface of laser ablated polyimide film. The optimum conditions for glucose determination have been characterized with respect to the applied potential and pH. The linear range and detection limit of glucose detection were from 2.0 mM to 18.0 mM and 0.18 mM, respectively. The sensitivity of glucose biosensors fabricated with laser ablated polyimide film is about three times higher than that of plain polyimide film due to increase in surface area by laser ablation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.83.1-83.1
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• 2013

반도체 미세화, Glass 대면적화에 따른 산포관리 및 불량방지 필요(공정이격관리), 설비 데이터만으로는 Sensitivity가 낮아 공정 관리 어려움에 따른 대안 필요, 향후 추가 센서에 대한 접목이 용이한 SW Frame 필요, 양산적용을 위한 설비 및 FAB Host의 자동화 연계 개발 필요, 이종데이터의 통합를 통한 최적의 진단 및 관리가 필요합니다(SCM:툴박스). 즉, 기존의 장비 Parameter가 아닌 실제 공정시 Chamber로부터 얻을 수 있는 물리, 전기, 화학적인 데이터를 적합한 이종(異種) 센서를 직접 부착하여 이들 데이터를 통합 관리 분석 및 실시간 Monitoring을 통한 공정 진단 및 실시간 진단을 실행하는 솔루션입니다. 실 공정 시 적용이 유리한 OES 데이터를 주요 인자로 이외의 기타 데이터를 추가로 통합하여 특화된 분석환경과 공정 모니터링을 통하여 TAT (Turn Around Time)를 줄이고, MTBC (Mean Time Between Clean)를 늘림으로써 궁극적으로 칩메이커의 제품의 가격 경쟁력을 확보 할 수 있는 기능이며, 설비사 입장에서는 자사설비의 지능형 시스템을 위한 제반 기술이기도 합니다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1647-1648
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• 2006

화학적, 생물학적 분석, 즉 특정 물질의 존재 유무를 측정하기 위해 마이크로캔틸레버라는 구조체를 제작하여 이를 바이오센서로 응용하였다. 마이크로캔틸레버의 장점은 분석하고자 하는 시료의 양이 적더라도 감지가 가능하고 이를 통하여 분석시간을 단축할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마이크로캔틸레버 구조물 제작을 위해 보편적으로 많이 이용되는 bulk 미세 가공 기술을 대신하여 표면 미세 가공기술을 이용하였다. 이러한 표면 미세 가공기술은 bulk 미세 가공기술에 비해 공정이 간단하고 값이 싸다는 장점이 있다. 또 액상 실험을 위하여 polydimethylsiloxane (PDMS)와 fused silica glass를 사용한 유체 제어 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 자기조림 이라는 특성을 이용하여 생물분자를 유체 제어 시스템 내의 마이크로캔틸레버 상단에 immobilization 시킨 후 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이에 따른 마이크로캔틸레버 자체의 휘어지는 정도를 측정하였다. 이러한 휘어지는 현상을 관찰함으로서 마이크로캔틸레버의 바이오센서로 응용 가능성을 확인한 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• v.41 no.4
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• pp.231-237
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• 2006

An enzyme electrode bound by butyl rubber was newly constructed for the determination of hydrogen peroxide and for the practical application as a biosensor. Then its electrochemical properties were investigated. It produced a hundreds-fold increased signal compared to the plant or animal tissue based biosensor studied previously and could be run at between $0.0{\sim}-1.00\;V$(vs. Ag/AgCl). The relationship between signal and electrode potential was linear in the experimental range of potential. It showed a detection limit of $3.0{\times}10^{-4}\;M$ and a very good linearity of Lineweaver-Burk plot giving the proof of a good enzyme immobilization. Especially, both the reproducibility of signal current due to its high sensitivity and mechanical stability presented a new possibility for the practical use of biosensor bound with butyl rubber.