• 제목/요약/키워드: 전자기 환경

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전극간 거리와 크기가 토양미생물연료전지의 성능에 미치는 영향 (The Effect of Electrode Spacing and Size on the Performance of Soil Microbial Fuel Cells (SMFC))

  • 임성원;이혜정;정재우;안용태
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.758-763
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    • 2014
  • 토양 내에서 유기성 오염물질은 혐기성 미생물에 의해 분해되지만 전자수용체의 부족으로 상당량이 토양에 잔류하게 된다. 토양미생물연료전지(soil microbial fuel cells, SMFC)는 전극을 통해 전자 소비를 증진시켜 유기물 분해를 촉진시키고 동시에 전력도 생산하기 때문에, 다양한 유기성 오염원으로 오염된 토양을 환경 친화적으로 복원시킬 수 있는 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 전극간 거리와 전극 크기가 SMFC의 전기적 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 유기물이 풍부한 토양과 인공폐수 혼합물을 이용하여 SMFC를 단일반응조로 구성하였다. SMFC에서 발생된 전력량은 전극간 거리가 멀어지거나 전극 크기가 작아질수록 내부저항이 증가하여 감소하였다. 전극 크기는 $64cm^2$로 고정하고 전극간 거리는 4~9 cm로 변화를 주었을 때, 전극간 거리가 4 cm 조건에서 최대전압 326 mV, 최대전력밀도 $19.5mW/m^2$가 얻어졌고 거리가 멀어질수록 전압발생량은 19~32% 감소하고 최대전력밀도는 56~69% 감소하는 것으로 나타났다. 전극 크기 변화 실험에서는 전극간 거리를 4 cm로 고정하고 전극 크기를 $16{\sim}64cm^2$로 변화를 주었다. 두 전극 크기가 $64cm^2$ 조건에서 최대전압 291 mV, 최대전력밀도 $0.34mW/m^3$로 측정되었으며 산화전극 크기가 작아지면, 최대전압은 19~29% 감소하였고, 환원전극의 경우는 3~12% 감소하였다. 최대전력밀도는 산화전극이 작아지면, 49~68% 감소하였고, 환원전극이 작아지는 경우에는 29~47% 감소하였다. SMFC는 인공폐수와 토양 혼합물질을 반응기 내부물질로 사용하기 때문에, 전자 및 이온전달속도가 느려 환원전극 크기에 비해 산화전극 크기에 더 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.

지구정지궤도 위성의 오동작 사례를 통해 본 우주 환경 영향 분석 (Analysis on Space Environment from the Anomalies of Geosynchronous Satellites)

  • 이재진;황정아;봉수찬;최호성;조일현;조경석;박영득
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권4호
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    • pp.521-528
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    • 2009
  • 우주 환경이 인공위성의 오동작에 영향을 미친다는 사설은 이미 잘 알려진 것이지만, 구체적으로 인공위성의 오동작이 발생하였을 경우, 이것을 우주 환경에 의한 영향이라고 주장하기는 쉽지 않다. 이는 위성의 오동작 증상이 다양할 뿐만 아니라, 오동작 증상을 재현하는 것이 거의 불가능하기 때문이다. 이 연구에서는 이러한 위성의 오동작을 통계적으로 분석하여 어떠한 경우에 위성의 오동작이 발생할 확률이 높아지는지 찾고자 하였다. 특히 많은 비용이 소요되며 활용도가 높은 지구 정지 궤도 위성의 오동작 경향을 분석함으로써 위성 운용자에게 유용한 정보를 제공하고자 하였다. Satellite News Digest사에서 제공하는 1997년부터 2008년까지의 위성 오동작 자료를 분석하였는데, 분석 결과 지구 정지 궤도 인공위성은 Kp 지수와는 큰 상관관계를 가지지 않았으며, 봄과 가을에 그리고 자정부터 새벽 시간대에 오동작이 발생할 확률이 높음을 알 수 있었다. 또한 지구 정지 궤도에서의 고에너지 전자의 밀도가 높아질수록 위성의 오동작이 많이 발생했는데, 이러한 경향은 태양 활동 극대기일 때 보다는 극소기 일 때 더 잘 나타났다.

가스 크로마토그래피를 이용한 대기와 물시료의 CFCs(chlorofluorocarbons) 분석법의 실험적 평가 (Experimental Evaluation of an Analytical Method for Chlorofluorocarbons (CFSs) in Air and Water Using Gas Chromatography)

  • 고동찬;최범규;김용제
    • 자원환경지질
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    • 제40권1호
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    • pp.129-140
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    • 2007
  • 대기와 물에서의 CFCs(CFC-12, CFC-11, CFC-113)를 분석할 수 있는 시스템을 자체 제작된 퍼지-트랩 추출 장치와 전자포획검출기가 설치된 가스 크로마토그래피를 이용하여 구축하였다. 대기와 물에 대한 시료 채취방법도 확립되었다. 분석 시스템은 실험적으로 최적화되어 최근 대기 시료는 2% 이내, 제주도의 지하수 시료 (CFC-12 농도가 $160{\sim}180pg/kg$)는 5% 이내의 삼중복시료에 대한 재현성을 보였고, 미국지질조사소(USGS)의 분석시스템과 교차 분석을 실시하였으며, 10% 오차 범위내에서 일치하였다. 한반도 중부 지역의 세 지점에 대해 19개월에 걸쳐 대기 중의 CFCs를 관측하여 이 지역에서 국지적인 CFCs 근원이 크지 않음을 확인하였다. 제주도의 한 농업용 공공 관정에서 2개월 간격으로 1년 동안 지하수의 CFCs를 관측한 결과 8월까지 지하수의 CFCs 농도가 감소하고 10월 이후에 다시 증가하는 계절적인 변동을 보여 주었다. 이것은 여름철 우기에 발생한 지하수 함양이 수 개월 지연되어 나타난 결과로 볼 수 있으며, 제주도 현무암 대수층의 높은 투수성을 지시한다.

연구개발의 세계화와 외국인 연구 인력의 활용 전략

  • 임덕순
    • 한국기술혁신학회:학술대회논문집
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    • 한국기술혁신학회 1999년도 추계학술대회
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    • pp.521-543
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    • 1999
  • 최근 과학기술 혁신 활동의 세계화 현상과 함께 한국의 연구개발 활동도 점차 세계화되고 있다. 그러나 한국의 연구개발 활동의 세계화 현상 및 바람직한 방향에 관한 연구는 별로 없다. 세계화에 따라 국내 연구개발 자원의 유출현상도 발생하지만, 해외 연구개발 자원을 활용할 수 있는 기회도 증가한다. 본 논문에서는 연구개발 활동의 세계화에 관한 흐름 및 개념을 제시하고, 국내 외국인 연구 인력의 활용 현황 및 활용성과 영향 요인을 조사하여 외국인 연구인력 활용 방안을 탐색하였다. 외국과의 연구자 교류는 1996년 현재 유입이 약 4,300명, 유출이 약 16,000명으로 유출이 크지만, 많은 규모는 아니다. 국내 활용 외국인 연구자의 경우 1998년에는 주춤하였지만 꾸준한 증가 추세에 있다. 외국인은 비선진국, 특히 러시아 및 중국의 연구자들을 많이 활용되고 있다. 활용 분야는, 기초, 응용, 개발 연구별로 고루 분포되어 있으며, 상대적으로 정보 전자통신, 에너지 및 자원 분야에서 활용을 많이 하고 있었다. 외국인 연구자들이 참가한 프로젝트는 한국에서 기술도입기나 기술성장기에 해당하는 프로젝트들이 거의 대부분이었다. 월평균 급여는 1,500,000원부터 2,300,000원 정도의 범위에 속했다. 활용 기간을 보면 50%이상이 1년 미만이었으며 2년 이상은 약 10%정도 수준으로 단기간 활용을 위주로 하고 있는 편이다. 외국인 연구자 활용의 이유로써는 외국인 연구자가 가지고 있는 과학기술 지식을 흡수하거나 공동으로 신기술 지식을 개발하려는 목적 등이 지원제도 이용 차원이나, 해외 연구 네트워크 구축, 단순한 연구인력 충원 차원 등의 목적보다 많은 것으로 나타났다. 이는 기초과학 수준이 높은 북방권 국가들의 과학자들이 주로 활용되고 있다는 점에서도 잘 알 수 있으며 우리의 과학기술 약점을 보완하는 원천으로써 외국인 연구 인력이 대안이 되고 있음을 시사한다. 본 연구에서는 한국 연구 조직에서 일하는 외국인 연구자들의 동기 및 성과에 영향을 미치는 많은 요인들을 확인할 수 있었다. 상관관계, 분산분석, 회귀분석 등을 통해 활용 성과에 미치는 영향 요인들을 도출하였다. 설문 분석을 통하여 동기 및 성과 사이에는 강한 상관관계가 존재하는 것을 확인할 수 있었으며 이는 전통적인 동기 이론들과 부합한다. 대부분의 변수가 동기 및 성과에 동시에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며 그중에서도 조직 협력 문화, 외국인 연구자의 의사소통 및 협력성, 외국인 연구자의 연구 능력 관련 변수들 및 연구 프로젝트의 기술수명주기, 외국인 연구자의 기존 기술지식의 흡수 등이 가장 중요한 변수로 나타났다. 이는 우리가 주로 중국 및 러시아 과학자들을 활용하여 상업화하는 외국인 연구인력 활용 패턴과도 일치하는 결과이다. 즉 우호적인 조직문화를 가지고 있는 연구 조직에서, 이미 과학기술 지식을 많이 가지고 있고 연구 능력도 높은 외국인 과학기술자를, 한국에서 기술이 태동 또는 성장하고 있는 연구 분야에서 활용하는 것이 가장 성과가 좋다는 사실을 확인시켜 주고 있다. 국내에서 최초로 수행된 본 연구는 외국인 연구 인력의 활용 성과가 매우 높으며, 우리의 과학기술혁신시스템을 보완하는 유효한 수단으로써 외국인 연구 인력이 중요한 대안이 될 수 있음을 발견하였다. 외국인 연구 인력을 잘 활용하기 위하여 문제점 및 개선방안을 활용 환경, 연구 인력이 중요한 대안이 될 수 있음을 발견하였다. 외국인 연구 인력을 잘 활용하기 위하여 문제점 및 개선 방안을 활용 환경, 연구 인력관리. 인력 교류사업, 외국인 과학자 지원 창구 등으로 나누어서 정리하였다. 연구시설, 주거시설 등의 하드웨어적 환경에 대한 개선도 중요하지만 연구 인력의 관리 능력 제고, 인력 교류 사업의 개선, 정보 제공 등 소프트웨어적인 활용 능력을 제고하는데 정책적인 관심을 기울이는 것이 중요하다고 판단된다.

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동양 전통 생태사상의 현대적 전환을위한 비판적 고찰 - 유학의 생태사상을 중심으로 - (Critical Review on Modern Change of Ecological Thought in Oriental Tradition)

  • 한성구;지준호
    • 한국철학논집
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    • 제36호
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    • pp.235-258
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    • 2013
  • 기존의 생태철학에서, 환경 위기의 원인이 인간과 자연의 분리에 있으므로, 위기를 극복하기 위해선 인간과 자연의 친화가 필요하다고 한다. 우리는 동양사상이야말로 그런 합일성의 전형이라고 주장해 왔다. 실제로 동양의 전통문화 중에는 생태적 의의를 갖고 있는 사상적 내용이 적지 않게 들어있다. 그러나 현대 사회에서 그것이 얼마만큼의 활력과 의미를 갖고 있는지는 말하기 쉽지 않다. 다른 한 편으로 우리가 환경파괴의 주범이라고 생각하고 있는 서양의 사상이 생각만큼 반생태적인 내용을 담고 있지 않을 수도 있다. 따라서 우리는 좀 더 근본적인 곳에서부터 문제를 제기하고 답을 찾아 나가기 위해 "서양의 자연관은 반생태적인가?"라는 물음과 "동양의 자연관은 생태적인가?"라는 물음을 던지고 이에 대해 다시 검토해 볼 필요성이 있다. 특히 전자의 물음에 대해서는 적지 않은 연구가 있었기 때문에 후자의 물음에 대해 주목할 필요가 있으며 그에 대한 해답을 제시할 수 있다면 동양 생태 사상의 현대적 전환과 실천적 의의를 찾을 수 있는 단초를 제공하게 될 것이라 생각한다. 생태문제는 이론의 문제라기보다는 실천의 문제이다. 어떻게 실천을 가능하게 할 것인가의 문제이다. 개인과 국가, 기업 모두 어떻게 사는 것이 궁극적으로 가치 있는 삶인지 자각하지 못한다면 생태문제의 해결은 요원하다. 한 사람만의 자각으로는 해결이 불가능하며 생태문화의 사회적 조성과 교육이 동반되어야 한다. 이 과정에서 전통적인 환경 이해 방식과 사상을 비판적으로 고찰하고 객관적으로 바라봐야 할 필요성이 생기는 것이다. 동양 전통 문화가 담고 있는 풍부한 생태 사상적 요소의 보편적 가치는 그것이 현대적으로 전환될 수 있는 가능성을 실현시켜 줄 수 있는 기초가 된다. 그러나 보편적 가치만으로 그것이 현대적 이론으로 전환되어 실천과 연결될 수 있는지는 별도의 문제이다. 앞에서 언급했던 것처럼 생태 사상은 이론 문제이기 이전에 실천문제이다. 아무리 훌륭하고 잘 갖추어진 이론이라 할지라도 실천과 연결될 수 있는 현실적 길을 찾지 못한다면 그것은 아무 쓸모가 없는 것이다. 그러나 동양 전통 생태사상이 현대적으로 전환될 수 있는 가능성은 얼마든지 있다. 앞에서도 말했듯이 생태사상의 문제는 이론뿐만 아니라 실천이 병행되어야 하는 것이며, 과거의 문제가 아니라 현재의 문제이기 때문에 미리 답안을 정해놓고 문제를 검토하는 것이 아닌 오늘날의 입장에서 끊임없이 새로운 문제를 제시하고 답안을 찾으려 할 때 동양 생태사상의 현대적 전환은 어느 정도 가능성을 보게 될 것이다.

해상풍력 발전단지에 의한 GMDSS MF/HF 대역 전자파 간섭 영향 연구 (Electromagnetic Interference of GMDSS MF/HF Band by Offshore Wind Farm)

  • 오성원;박태용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.47-52
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    • 2021
  • 최근 국제적으로 신재생 에너지 개발이 활발함에 따라 풍력발전의 비중이 확대되고 있다. 특히 고품질의 풍력자원을 이용하고 소음 피해를 최소화하기 위하여 해안에서 멀리 떨어진 해역에 대규모 풍력단지가 조성되는 추세이다. 해상에 풍력단지가 건설됨에 따라 영해나 영공 감시를 위한 레이더에 간섭을 일으키는 문제 이외에도 해상에서 육상으로 송신하는 조난통신을 간섭하는 지에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 선박에서 MF 또는 HF 대역의 전자파를 송신할 경우, 선박과 육상 기지국 사이에 위치한 해상풍력 발전단지가 송신된 전자파에 대한 간섭 여부를 분석하였다. 이를 위해 대상지역을 수치지형도와 풍력발전기 CAD모델을 활용하여 주변 환경 및 해상풍력 발전단지를 전자기학적으로 모델링하였다. 파장에 비해 광범위한 지역에 대한 전파 분석이므로 고주파 분석기법이 타당하나, 적용할 고주파 분석기법을 주변해역과 지형을 간략화하여 저주파 분석기법으로 먼저 검증하였다. 해상풍력 발전단지 부근에서 송신한 신호에 대해 육상기지국에서 수신한 전력을 분석한 결과, 발전단지가 설치되더라도 거의 동일한 수준으로 전파를 수신할 수 있었다. 이는 풍력발전기가 대형 구조물이기는 하나 타워의 직경은 수 미터에 불과하므로 지향성이 없고 파장이 긴 MF 및 HF 대역에 대해서는 큰 장애물로 작용하지 않기 때문으로 판단된다.

초임계유체 내 수첨탈염소반응에 의한 PCBs가 함유된 절연유의 무해화 연구 (Detoxification of PCBs Containing Transformer Oil by Catalytic Hydrodechlorination in Supercritical Fluids)

  • 최혜민;김재훈;김재덕;강정원
    • 청정기술
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    • 제15권1호
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    • pp.9-15
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    • 2009
  • 본 연구에서는 금속담지촉매출 이용한 수첨탈염소화 반응에 의하여 절연유에 포함된 PCBs (polychlorinated biphenyls)의 무해화를 통한 절연유의 재이용 가능성을 고찰하였다. 금속담지촉매로는 0.98 wt% Pt 및 0.79 wt% Pd가 알루미나에 담지 되어 있는 촉매와 12.8 wt%의 Ni이 알루미나에 담지된 촉매 및 57.6 wt%의 Ni이 실리카-알루미나에 담지되어 있는 촉매를 이용하였다. 반응매질로서 생성물과의 분리의 용이성 및 환경측면을 고려하여 초임계이산화탄소, 초임계프로판 및 초임계이소부탄 등 초임계유체를 이용하였다. 수첨탈염소화 후 잔류 PCBs는 전자포획형 검출기가 장착되어 있는 가스크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 반응온도, 반응시간, 촉매 종류 및 초임계유체가 절연유 내 포함된 PCBs의 수첨탈염소반응에 미치는 영향을 자세히 조사하였다. 용매를 사용하지 않을 경우 탈염소화반응은 Ni > Pd > Pt의 순으로 빠르게 진행되었으며 이는 담지된 금속의 양 및 금속입자의 크기에 기인한 것으로 생각된다. 반응온도가 $175^{\circ}C$ 이하에서 초임계이산화탄소가 탈염소화반응에 가장 효과적인 매질인 것을 확인하였다.

항공용 SIL에 적용 가능한 이벤트 기반 모델링 및 시뮬레이션 방법 (Event-Driven Modeling and Simulation Method Applicable to Avionics System Integration Laboratory)

  • 신주철;서민기;조연제;백경훈;김성우
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.184-191
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    • 2020
  • 항공용 SIL은 항공전자시스템의 통합 및 검증에 사용되는 통합시험환경이다. 항공용 SIL에는 여러 가지 제약으로 인해 항공기에 탑재되는 장비를 직접 연동할 수 없을 때 장비의 소프트웨어 모델이 필요하다. 지금까지 항공기 개발에 적용한 항공용 SIL의 소프트웨어 모델은 표준화된 방법 없이 일반적인 소프트웨어 개발 방법의 적용으로 재사용이 어려워 소프트웨어 모델 재사용을 위한 프레임워크의 필요성이 제기되었다. 이러한 항공용 SIL 모델의 표준화된 모델링 방법을 위해 DEVS (discrete event system specification) 형식론을 채용하였다. DEVS 형식론은 이벤트 구동(event-driven) 알고리즘이며 이는 기존의 항공용 SIL에 적용되는 절차적이고 반복적인 알고리즘과 어울려 동작하기 힘들다. 이에 본 논문에서는 항공용 SIL 모델의 특징과 기존 방식이 가지는 한계를 보완하고 모델의 재사용성을 극대화할 수 있는 이벤트 기반의 모델링 방법과 실시간 시뮬레이션 방법을 제안한다.

항공기용 연료승압펌프 모터 조립체 설계에 대한 연구 (A Study on the Design and Analysis of the Fuel Boost Pump Motor Assembly for an Aircraft)

  • 이정훈;김준태
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.1-8
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    • 2018
  • 항공기에서 사용되는 연료펌프를 민군겸용구성품개발사업을 통하여 국내 최초로, 국내 독자기술로 개발하였다. 연료승압펌프의 모터 조립체에 있어서 모터는 효율성, 내구성, 내폭발성 등의 관점에서 DC 브러시 모터보다 특성이 우수한 BLDC 형식을 채택하였다. Maxwell 방정식과 환경조건을 활용하고 자속밀도를 통하여 전자기해석을 수행하였다. 설계를 검증하기 위하여 유한요소법을 이용하여 부하에 따른 모터성능을 해석하였고 모터 드라이브와 EMI 필터를 설계하여 모터 조립체가 개발되었다. 연료승압펌프 모터 조립체의 성능시험 결과는 해석결과와 매우 일치하는 것으로 확인되었다.

질소를 함유한 양친매성 그래핀 양자점 합성

  • 오예린;문병준;신동헌;김상진;이상현;김태욱;박민;배수강
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.352.1-352.1
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    • 2016
  • 양자점은 나노미터 크기의 반도체 결정으로 밴드갭에 따라 광학적, 전기적 성질이 달라지는 독특한 성질을 가지는 형광물질으로 활발히 연구되고 있다. 중금속을 기반으로 한 양자점은 높은 발광효율과 광안전성을 가지며, 가시광선 영역에서 빛을 내는 특징을 가지고 있다. 그러나 중금속을 사용하기 때문에 독성이 있어 인체나 환경에 유해하여 응용 연구에 제한적이다. 반면에, 탄소 기반의 양자점은 중금속 기반의 양자점과 비슷한 성질을 가질 뿐만 아니라, 높은 용해도와 낮은 독성으로 인해 생체적합성이 높다는 장점이 있다. 이를 이용하여 발광다이오드(LEDs), 태양전지, 광촉매 뿐만 아니라 바이오이미징, 바이오센서 등 생물학분야에도 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 Bottom-up 합성 방법으로 유기전구체를 이용하여 질소를 함유하고 있는 양친매성 탄소 양자점(N-GQDs)을 합성하였다. 합성에 사용한 유기전구체는 기존에 보고된 유기전구체와 다르게 반응 진행 중에도 pH 측정 결과 중성을 나타내며, 반응 온도($225^{\circ}C$)와 유사한 온도에서도 pH 값은 여전히 6.0 이상의 값을 나타냈다. 중성을 띄는 특징으로 인해 추가적인 산제거 과정이나 표면안정화 과정이 필요 없다는 장점을 가지고 있다. 합성된 N-GQDs는 높은 결정성의 원형구조를 가지며, 원자힘현미경(AFM) 분석을 통해 높이가 ~ 1.5 nm 미만으로 3층 이하의 두께로 형성되었음을 확인하였다. 또한, 적외선 분광법(FT-IR) 분석을 통해 O-H기, 방향족 고리의 C = C (또는 C = N)기 및 C-N기가 각각 ~3250, ~1670과 ~1140 cm-1에서 확인할 수 있다. 합성된 양자점을 유기태양전지의 active layer에 소량(2 wt%) 첨가하여 양자점의 광학적, 전기적 성질을 확인하였다. 비교군 유기태양전지보다 N-GQDs가 첨가된 유기태양전지의 외부양자효율(PCE)이 7.3%에서 8.4%로 약 20%가 증가하는 것을 보였다. 이는 양자점이 상대적으로 흡수가 약한 단파장 영역의 빛을 흡수하고 PL을 내어 active layer로 에너지 트랜스퍼 현상이 일어나 전자전달을 원활하게 해 주기 때문이다. 앞으로 본 연구의 가능성과 추가적인 연구를 통해 더 많은 분야에 응용되기를 기대한다.

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