• Title/Summary/Keyword: 전기화학 센서

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Discriminant Analysis of Marketed Beverages Using Multi-channel Taste Evaluation System (다채널 맛 평가시스템에 의한 시판음료의 판별분석)

  • Park, Kyung-Rim;Bae, Young-Min;Park, In-Seon;Cho, Yong-Jin;Kim, Nam-Soo
    • Applied Biological Chemistry
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    • v.47 no.3
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    • pp.300-306
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    • 2004
  • Eight cation or anion-responsive polymer membranes were prepared by a casting procedure employing polyvinyl chloride, Bis (2-ethylhexyl)sebacate and each electroactive material in the ratio of 66 : 33 : 1. The resulting membranes were separately installed onto the sensitive area of the ionic electrodes to produce an 8-channel taste sensor array. The taste sensors of the array were connected to a high-input impedance amplifier and the amplified sensor signals were interfaced to a PC via an A/D converter. The taste evaluation system was applied to a discriminant analysis on six groups of marketed beverages like sikhye, sujunggwa, tangerine juice, ume juice, ionic drink and green tea. When the signal data from the sensor array were analyzed by principal component analysis after normalization, the 1st, 2nd and 3rd principal component explained most of the total data variance. The six groups of the analyzed beverages were discriminated well in the three dimensional principal component space. The half of the five groups of the analyzed beverages was also discriminated in the two dimensional principal component plane.

Development of GDH-glucose Sensor using Ferrate Complex (철 화합물을 이용한 당 탈수소화 효소-혈당센서의 연구)

  • Choi, Young-Bong;Lee, Jung-Min;Kim, Samantha Saeyoung;Kim, Hyug-Han
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.17 no.1
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    • pp.30-36
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    • 2014
  • Redox complexes to transport electrons from enzyme to electrodes are very important part in glucose sensor. Pentacyanoferrate-bound aniline ($Fe(CN)_5$-aminopyridine), was prepared as a potential redox mediator in a glucose dehydrogenase (GDH)-glucose sensor. The synthesized pyridyl-$NH_2$ to pentacyanoferrate was characterized by the electrochemical and spectroscopic methods. A amperometric enzyme-linked electrode was developed based on GDH, which catalyses the oxidation of glucose. Glucose was detected using GDH that was co-immobilized with an $Fe(CN)_5$-aminopyridine and gold nano-particles (AuNPs) on ITO electrodes. The $Fe(CN)_5$-aminopyridine and AuNPs immobilized onto ITO electrodes provided about a two times higher electrochemical response compared to that of a bare ITO electrode. As glucose was catalyzed by wired GDH, the electrical signal was monitored at 0.4 V versus Ag/AgCl by cyclic voltammetry. The anode currents was linearly increased in proportion to the glucose concentration over the 0~10 mM range.

Variations in Electrical Conductivity of CNF/PPy Films with the Ratio of CNF and Application to a Bending Sensor (탄소나노섬유의 함량에 따른 CNF/PPy 필름의 전기전도도 및 굽힘센서로 응용)

  • Kim, Cheol;Zhang, Shuai;Kim, Seon-Myeong
    • Composites Research
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    • v.23 no.3
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    • pp.31-36
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    • 2010
  • A new material, carbon-nanofiber/polypyrrole (CNF/PPy) composite films, with different CNF weight ratios were fabricated electrochemically. Compared to the fabrication process based on simple physical mixing, the flexibility of the new film has been improved much better than the previous similar material. Pure PPy films were also fabricated by the new electrochemical process for the comparison of difference. Several SEM images were taken at two locations (electrode-side and solution-side) and at the cross section of the samples. Electrical conductivity of the composite films was measured by the four-probe method. The conductivity of the pure PPy film 0.013cm thick was 79.33S/cm. The CNF/PPy composite film with 5% CNF showed a conductivity of 93S/cm. One with 10% CNF showed a conductivity of 126 S/cm. The conductivity of PPy improves, as the CNF weight ratio increases. The good conductivity of CNF/PPy composites makes them a candidate for a small bending actuator. A bending sensor consists of PPy and PVDF, which can be operated in the air, was designed and the bending deflection was calculated using FEM.

Measurement of Al Concentration in Liquid Zinc by E.M.F Method with $CaF_2$ ($CaF_2$ 기전력법에 의한 용융아연 중 알루미늄 농도의 측정)

  • Park Jin Sung;Kim Hang Soo;Jung Woo-Gwang;Katayama I.;Kim Jong Sang
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.3 no.4
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    • pp.204-210
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    • 2000
  • The control of dissolved aluminum concentration in the hot dip zinc galvanizing bath is greatly important in producing galvannealed steel sheets. The purpose of present study is to provide basic data for measurement of the aluminum concentration in site in hot dip zinc bath at the temperature of $460^{\circ}C\~500^{\circ}C$ using $CaF_2$ solid electrolyte sensor with three kinds of reference electrode. Good workability and stability of the sensor were confirmed with the $Bi+BiF_3$ reference electrode from the emf measurement. In order to measure the aluminum concentration in Zn-Al bath, the galvanic cell of fluorine ion was constructed with $CaF_2$ solid electrolyte as follows; $$(-)W|Zn-Al,\;AlF_3|CaF_2|Bi,BiF_3|W(+)$$. The emf measurement was made at the temperature of $460\pm10^{\circ}C$ in the Zn-Al bath. The following correlationship between aluminum concentration and emf was obtained by the least square regression analysis; $$E/mV=56.795log[\%Al]+1881.7\;R=0.9704$$,$$0.026wt\%{\leq}[\%Al]{\leq}0.984wt\%$$

The Characteristics of Pt Micro Heater Using Aluminum Oxide as Medium Layer (알루미늄산화막을 매개층으로 이용한 백금 미세발열체의 특성)

  • Chung, Gwiy-Sang;Noh, Sang-Soo;Choi, Young-Kyu;Kim, Jin-Han
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.6 no.5
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    • pp.400-406
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    • 1997
  • The electrical and physical characteristics of aluminum oxide and Pt thin films on it, deposited by reactive sputtering and DC magnetron sputtering, respectively, were analyzed with increasing annealing temperature($400{\sim}800^{\circ}C$) by four point probe, SEM and XRD. Under $600^{\circ}C$ of annealing temperature, aluminum oxide had the properties of improving Pt adhesion to $SiO_{2}$ and insulation without chemical reaction to Pt thin films and the resistivity of Pt thin films was improved. But these properties of aluminum oxide and Pt thin films on it were degraded over $700^{\circ}C$ of annealing temperature because aluminum oxide was changed into metal aluminum and then reacted to Pt thin films deposited on it. The thermal characteristics of Pt micro heater were analyzed with Pt-RTD integrated on the same substrate. In the analysis of properties of Pt micro heater, active area was smaller size, Pt micro heater had better thermal characteristics. The temperature of Pt micro heater with active area, $200{\mu}m{\times}200{\mu}m$ was up to $400^{\circ}C$ with 1.5watts of the heating power.

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1,3-bisdicyanovinylindane 색소를 이용한 선택적 $Hg^{2+}$ 감지 특성

  • Kim, Su-Ho;Kim, Young-Sung;Kim, Sung-Hoon;Son, Young-A
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.19-20
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    • 2009
  • 최근 화학, 물리, 생명과학, 전기, 전자등의 다양한 분야에 활발하게 연구가 이루어지고 있는 초분자 화학은 선택적 분자인지를 위한 효율적인 골격구조와 나아가 다양한 계에 응용할 수 있다. 초분자 화학의 분자인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 비공유 결합성 상호작용에 의하여 이루어지는 초분자 화학의 분자 인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 이는 공유결합을 이용하는 분자화학과는 차별화 된 것이다. 수용체는 간단한 구조의 화합물 및 금속 이온들과 같은 기질과 가역적으로 상호 작용할 수 있는 착물을 형성한다. 최근들어 급격한 산업화가 진행되어 환경문제가 심각하게 대두 되어져 왔고, 그 중에서 특히 수은이나 카드뮴에 의한 질병, 납에 의한 중독 등 중금속에 의한 오염이 크게 나타남에도 불구하고, 현재 그러한 중금속을 검출함에 있어 많은 비용과 시간이 드는 문제점이 있다. 또한 우리에게 이로운 금속은 효율적 분석을 통해 환경계와 의료계에 많은 도움을 줄 것으로 사례되므로 화학센서 기술의 개발은 절실히 요구되어지고 있다. 이에 새로운 1,3-bisdicyanovinylindane 을 통해 $Hg^{2+}$ 금속의 감지 여부 알아보고, 그 특성을 파악하고자 한다. 1,3-indandion (2.18g, 14.9mmol), malononitrile (2.95g, 44.7mmol), ethanol 50ml를 20분간 상온에서 용해시킨다. 후에 sodium trihydrate acetate(3.05g)을 첨가한 후 5시간 동안 환류반응 시킨다. 이 과정에서 얻어진 용액을 필터과정을 통하여 에서 합성 반응 중에 생성된 불순물(1,3-dicyanovinylindane-1-one, monocondensation)을 제거한다. 필터과정을 통해 걸러진 미 반응 물질을 제�G 용반응욕액을 증류수(100ml)를 이용하여 희석시키고 난 후 염산을 이용, 산성화 시켜 고체 생성물을 얻어낸다. 이렇게 생성된 고체 생성물은 다시 필터 및 건조를 통하여 회색의 고체 화합물을 얻어낸다. 1,3-bisdicyanovinylindane과 금속이온에 대한 감응도를 확인하기 위하여 metanol/water(1:2)을 용매로 하여 금속이온의 농도를 변화시켜 발색특성을 살펴보았다. 본 색소화합물과 Hg2+에 대한 UV 흡광도 변화 적정결과와 그 화합물의 상태 살펴본 결과 금속이온이 0.2ml씩 더 참가되면서 색의 변화를 뚜렷하게 나타내었다. 반면 그 밖에 이온($Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$, $Zn^2$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$)은 UV 흡광도 변화가 적거나 변화 자체가 없었다. 하지만 과량의 $Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$는 색상 변화를 나타내었으며,이와 같은 흡광도 변화는 금속에 따라 약간의 차이가 있지만, 420nm를 등흡수점으로 하여, 580nm의 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기는 감소하는 반면 400nm 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기가 증가하였다. 1,3-bisdicyanovinylindane 화합물은 다양한 생물계 및 환경계에서 요구되는 micro mol에서 milli mol 농도 영역의 $Hg^{2+}$ 이온의 선택적이고 민감한 검출과 정량적인 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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Electrochemical Analysis and Applications of Tetracycline Transfer Reaction Process at Liquid/liquid Interfaces (액체/액체 계면에서 테트라사이클린 전이반응의 전기화학적 분석 및 응용)

  • Liu, XiaoYun;Han, Hye Youn;Goh, Eunseo;Lee, Hye Jin
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.28 no.5
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    • pp.506-512
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    • 2017
  • The transfer reaction characteristics of tetracycline (TC) across a polarized water/1,2-dichloroethane (1,2-DCE) interface was studied via controlling both pH and ionic strength of the aqueous phase in conjunction with cyclic and differential pulse voltammetries. Formal transfer potential values of differently charged TC ionic species at the water/1,2-DCE interface were measured as a function of pH values of the aqueous solution, which led to establishing an ionic partition diagram for TC. As a result, we could identify which TC ionic species are more dominant in the aqueous or organic phase. Thermodynamic properties including the formal transfer potential, partition coefficient and Gibbs transfer energy of TC ionic species at the water/1,2-DCE interface were also estimated. In order to construct an electrochemical sensor for TC, a single microhole supported water/polyvinylchloride-2-nitrophenyloctylether (PVC-NPOE) gel interface was fabricated. A well-defined voltammetric response associated with the TC ion transfer process was achieved at pH 4.0 similar to that of using the water/1,2-DCE interface. Also the measured current increased proportionally with respect to the TC concentration. A $5{\mu}M$ of TC in pH 4.0 buffer solution with a dynamic range from $5{\mu}M$ to $30{\mu}M$ TC concentration could be analyzed when using differential pulse stripping voltammetry.

Growth and characterization of in-situ annealed MgZnO thin films by sputtering (RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 성장된 MgZnO 박막의 성장온도에 따른 영향 분석)

  • Kim, Youn-Yi;An, Cheol-Hyoun;Kong, Bo-Hyun;Kim, Dong-Chan;Jun, Sang-Ouk;Cho, Hyung-Koun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.153-153
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    • 2006
  • ZnO 박막은 II-VI족 화합물 반도체로서 상온에서 3.37eV 의 넓은 밴드갭을 가지고 있을 뿐만 아니라 GaN(28meV) 보다 상온에서 큰 엑시톤 결합 에너지(60meV)와 열 안정성을 가지고 있다. 특히 ZnO를 base로 한 2차원의 화합물 (MgZnO, CdZnO 그리고 MgO) 반도체 물질은 UV LED, 생 화학 센서와 투명전극 등으로 응용이 가능하다. ZnO/MgZnO 양자우울 구조의 양자제한 효과로 인한 엑시톤 결합에너지와 전기적 광학적 특성 향상으로 광전자 소 자 제작이 가능하다. 그렇지만, Zn-Mg 상평형도에서 ZnO 내에 Mg 고용도가 상온에서 열역학적으로 4at% 이하 이고, 또한 ZnO와 MgO는 각각 우르짜이트 구조와 면심입방 구조를 가지기 때문에 Mg 함량용 높이는데 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 열처리를 함으로써 MgZnO 박막 내에 Mg 함량의 증가와 결정성 향상으로 고품질의 광전자 소자 제작을 가능하게 했다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 장비로 MgZnO 박막 성장 후 Si 기판위에 성장된 박막의 결정성 향상과 MgZnO 내의 Mg 함량 변화를 관찰하기 위해 성장된 박막에 대한 열처리 효과를 연구 하였다.

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Growth and characterization of in-situ annealed MgZnO thin films by sputtering (스퍼터링으로 제작된 MgZnO 박막의 in-situ 얼처리에 따른 성장과 특성)

  • Kim, Youn-Yi;An, Cheol-Hyoun;Kong, Bo-Hyun;Kim, Dong-Chan;Jun, Sang-Ouk;Cho, Hyung-Koun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.65-65
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    • 2006
  • ZnO 박막은 II-VI족 화합물 반도체로서 상온에서 3.37eV의 넓은 밴드갭을 가지고 있을 뿐만 아니라 GaN(28meV) 보다 상온에서 큰 엑시톤 결합 에너지(60meV)와 열 안정성을 가지고 있다. 특히 ZnO를 base로 한 2차원의 화합물 (MgZnO, CdZnO 그리고 MgO) 반도체 물질은 UV LED, 생 화학 센서와 투명전극 등으로 응용이 가능하다. ZnO/MgZnO 양자우물 구조의 양자제한 효과로 인한 엑시톤 결합에너지와 전기적 광학적 특성 향상으로 광전자 소 자 제작이 가능하다. 그렇지만, Zn-Mg 상평형도에서 ZnO 내에 Mg 고용도가 상온에서 열역학적으로 4at% 이하 이고, 또한 ZnO와 MgO는 각각 우르짜이트 구조와 면심입방 구조를 가지기 때문에 Mg 함량을 높이는데 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 열처리를 함으로써 MgZnO 박막 내에 Mg 함량의 증가와 결정성 향상으로 고품질의 광전자 소자 제작을 가능하게 했다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 장비로 MgZnO 박막 성장 후 Si 기판위에 성장된 박막의 결정성 향상과 MgZnO 내의 Mg 함량 변화를 관찰하기 위해 성장된 박막에 대한 열처리 효과를 연구 하였다.

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MOCVD로 성장한 저온 나노막대의 추가적 케리어 가스 유속에 따른 aspect ratio 조절

  • Kim, Dong-Chan;Gong, Bo-Hyeon;Han, Won-Seok;Jo, Hyeong-Gyun;Lee, Ju-Yeong;Kim, Hong-Seung
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.392-392
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    • 2008
  • 나노크기의 반도체 물질은 표면적/부피 비와 그 크기에 의해 광학적, 전기적 특성이 크게 영향을 받는다. 나노크기의 반도체 재료 중 ZnO는 3.37eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으며, 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지의 특성을 가지고 있어 UV 영역의 소스로서 가장 활용도가 클것으로 예상된다. 1 차원 ZnO 나노구조는 청색과 자외선 발광소자 및 광전자 소자, 화학적 센서로 활용이 가능하다. whisker, nanowires, norods, nanonail, nanoring 등과 같은 ZnO 나노구조의 형태와 크기는 합성장비와 공정조건에 크게 영향을 받고 서로 다른 광 특성 결과를 나타낸다. ZnO 나노구조의 합성을 위해 다양한 금속 촉매를 이용한 기상-액상-고상(VLS)의 성장 메카니즘이 연구되었다. 그러나 이 방법은 촉매로 사용된 금속이 불순물로 작용하는 결점을 가지고 있다. 최근에는 기판위에 아무런 촉매도 사용하지 않은 ZnO 의 합성에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매없이 합성된 나노구조의 형태와 성장방향은 초기단계에서 불규칙한 원자배열로 인해 합성상태의 제어 (방향, 형상 등)가 매우 어렵다. MOCVD 장비 금속 촉매를 이용하지 않고도 미량의 Zn 와 $O_2$ 량을 일정하게 조절함으로써 형상 및 방향성을 제어 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 본 연구에 사용된 MOCVD 장비의 경우 추가적인 케리어 가스 유입을 통해 나노막대의 aspect ratio 조절이 가능하다. 본 연구는 MOCVD 장비를 이용해 촉매를 사용하지 않고 1 차원 ZnO 나노막대를 합성하였고, 추가적 케리어 가스 유량을 변화시킴으로써 형태 변화 및 발광특성에 관한 영향을 연구하였다.

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