• KSBB Journal
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• 제22권5호
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• pp.271-277
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• 2007

치자나무 (Gardenia jasminoides)는 우리나라 남부 지방에 널리 분포하는 이리도이드 (iridoid)계 꼭두서니과의 수목으로서 그 열매인 치자는 예로부터 옷감의 염료, 식용 색소 및 한방 약재로 널리 사용되어 왔다. 치자에 함유된 주요성분으로는 치자 과실에 이리도이드 배당체인 제니핀 (genipin: $C_{11}H_{14}O_5$)과 제니포사이드 (geniposide: $C_{17}H_{24}O_{10}$) 및 겐티오비오시드 (gentiobioside), 크로신 (crocin), 노나코산, 기르네노시드, 만니톨 등이 있고 잎에는 가데오시드 (gardeoside)가 포함되어 있다. 치자색소중 가장 대표적인 치자황색소는 매염처리에 따라 색상이 거의 변하지 않는 단색성 염료이면서 매염처리를 하지 않고도 면직물 등의 식물섬유에 염색이 되는 직접 염료로서 그 시장가치가 높다. 현재 치자황색소는 가격경쟁의 격화에 따라 금액 기준으로 약간 감소하고 있으나 수요 그 자체는 라면 등 식품을 중심으로 광범위한 시장을 형성하고 있다. 다음으로 치자청색소는 치자추출물을 효소반응이나 미생물 배양을 통한 가수분해에 의해 다량의 제니핀으로 전환하여 여러 아미노산과 함께 생산이 이루어지게 된다. 치자청색소는 단백질 섬유에 염색한 결과 매염제 없이도 우수한 착색을 보였으며, 견뢰도도 우수하게 나타났다. 또한 냉과류의 합성착색료 대체품으로 신장하고 있는 스피룰리나 청색소와 가격경쟁력이 있어서 앞으로의 수요는 더 커질 수 있을 것으로 사료된다. 치자적색소는 520-540 nm에서 최대흡광도를 나타내며, 이는 청색소와 마찬가지로 이리도이드 배당체를 효소 및 미생물로 가수분해한 구성물과 일차 아미노 그룹을 포함한 기질과 함께 반응함으로써 형성된다. 치자 색소는 식품 뿐만 아니라 섬유의 염색에도 우수한 천연색소로서 가치가 있다고 사료된다. 따라서 앞으로 식품에 있어서 천연색소로의 대체가 당면한 과제이며 이를 위해 식용색소로서 조건들을 만족시킬 수 있는 기술개발은 계속 이루어져야 할 것이다. 천연색소의 안정성 문제는 식품 뿐만 아니라 화장품, 섬유 염색 등 거의 모든 부분에서 제약이 되므로 추후 천연염료 (특히 치자 염료)의 안정성을 증가시킬 수 있는 품질 개발과 생산 코스트 다운을 위한 연구는 전체 천연색소 시장의 성장에 필수불가결하다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.712-718
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• 2005

생물처리에 생분해 지표로 이용되는 Glucose를 주 탄소원으로 하고 난분해물질로 알려져 있는 아조계 염료를 부탄소원으로 하여 이들의 저감패턴을 백색 부후균인 T. versicolor와 P. chrysosporium을 통해 관찰하였으며, 그 결과 두 기질(dual substrate)의 저감 패턴을 정형화된 단계별로 관찰할 수 있었다(새로운 환경 적응기, 주탄소원 소모기, 합성 효소에 의한 부탄소원 소모기). 또한 두 균주의 겉보기 최종 Orange II, 색도, COD 제거량을 비교한 결과 최대 5%범위 내에서 유사한 결과를 보여주었으나, 이러한 결과가 반드시 Orange II 분해 과정의 동일성을 의미하는 것은 아니었다. 즉, T. versicolor와 P. chrysosporium의 효소 발현 특성을 분석한 결과, 선행 연구 결과와 함께 다단계로 진행되는 Orange II 분해 과정(Pathway)을 고려할 때, 겉보기 Orange II 저감과 직접적으로 연계된 참여 효소로서 T. versicolor가 Lac를 이용하였고, P. chrysosporium은 LiP를 이용하는 것으로 판단되며, 그에 따라 발현 효소 차이로 인한 분해 과정 및 중간물질 생성이 상이할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2012

염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 단가가 낮고 반투명하며 친환경적 특성으로 차세대 태양전지로 주목을 받았으나 염료의 안정성의 문제와 특정 파장대의 빛만 흡수하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 양자구속 효과에 의해 크기에 따라 밴드갭 조절이 용이하여 다양한 파장대의 빛을 흡수 할 수 있는 양자점 감응태양전지가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 양자점 감응 태양 전지의 활성층으로 사용되는 반도체 산화물인 이산화티타늄의 두께는 $13{\sim}18{\mu}m$로 짧은 확산거리로 인해 전하수집의 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 인듐 주석 산화물 나노선을 합성하여 전자가 광전극에 직접유입이 가능하도록 해 빠른 전하이동 및 전하수집을 가능하게 한다. 인듐 주석 산화물 나노선은 증기수송 방법(VTM)을 이용하여 인듐 주석 산화물 유리 기판 위에 $5{\sim}30{\mu}m$ 길이로 합성하였다. 전해질과 전자가 손실되는 것을 방지하기 위해 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 이산화 티타늄 차단층을 20 nm 두께로 코팅한 후 화학증착방법(CBD)을 이용하여 인듐 주석 산화물 나노선-이산화 티타늄 코어-쉘 구조를 만든다. 마지막으로 황화카드뮴, 카드늄셀레나이드, 황화아연을 증착시킨 후 다황화물 전해질을 이용하여 양자점 감응 태양전지를 제작하였다. 특성 평가를 위해 전계방사 주사전자현미경, X-선 회절, 고분해능 투과 전자 현미경을 이용하며 intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS), intensity modulated voltage spectroscopy (IMVS)를 이용하여 전하수집 특성평가를 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1505-1506
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)의 FTO 표면에 compact layer를 형성시켜 직접적인 마찰에 의한 전자의 재결합을 줄일 수 있다. 따라서 광전극에서의 compact layer의 효과를 최대화하기 위하여 $TiCl_4$ 용액에 acetic acid를 첨가하여 특성변화를 측정하였다. UV-Vis 분광기, I-V 특성곡선, EIS 분석장비를 이용하여 검토한 결과, UV-Vis 분광분석을 통해서 acetic acid를 첨가한 compact layer의 투과도가 현저하게 높아진 것을 확인하였다. 이 결과는 $TiCl_4$ 처리에 의하여 compact layer를 구성하고 있는 $TiO_2$ 입자의 응집현상이 개선되므로 표면특성이 향상되었기 때문이다. Acetic acid를 첨가한 compact layer가 입자응집으로 인한 표면저항의 감소를 유발하여, 전자의 이동이 원활해진 것을 내부 임피던스 분석을 통하여 확인하였다. Compact layer에 의해 재결합이 감소하여 효율이 향상된 것을 I-V 특성곡선을 분석하여 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.453.2-453.2
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• 2014

그래핀을 수직으로 성장한 형태인 탄소나노월(Carbon nanowall; CNW)은 탄소를 바탕으로 하는 다른 나노물질에 비해 표면적이 상당히 넓은 물질로 전극에 활용하여 소자 성능향상을 기대 할 수 있다. 또한 탄소를 기반으로 하는 나노 구조물중에서 가장 높은 표면밀도를 가진다. CNW를 차세대 염료감응형 태양전지(Dye sensitised solar cells; DSSC)의 상대전극으로 사용한다면 기존대비 광변환 효율을 향상시킬 수 있어 새로운 상대전극으로 활용 가능하다. 또한 CNW는 다른 촉매 없이 직접성장이 가능함으로 불순물 제거공정이 필요하지 않고, 공정시간이 짧아 대량생산에 용의하다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 PECVD 장비를 사용하고 메탄(CH4)을 반응가스로 사용하여 CNW 하부전극을 제조하였다. CNW 하부전극의 광 변환효율을 관찰하기위해서 합성시간을 변화를 주었다. 제조된 DSSC의 광 변환 효율을 측정하기 위해 Solar simulator 장비를 사용하여 제작된 cells의 효율을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.189.2-189.2
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• 2013

1차원 산화아연 나노구조물은 광대역 에너지 밴드갭(~3.3 eV)과 독특한 물리적 특성을 갖고 있어, 전계효과 트랜지스터(field effect transistor), 발광다이오드(light emitting diode), 자외선 광검출기 (ultraviolet photodetector) 및 태양전지(photovoltaic cell)에 널리 이용되고 있다. 특히, 1차원 산화아연 나노구조물은 직접천이형 에너지 밴드갭(direct bandgap)을 갖고 있으며, 빛으로부터 여기된 전자가 1차원 나노구조물을 통해 향상된 이동경로를 제공할 수 있어서 차세대 자외선 광검출기 응용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 수열합성법(hydrothermal method)을 통해서 1차원 산화아연 나노구조물을 비교적 간단하고 저온공정을 통해서 합성할 수 있는데, 이를 광검출기 소자구조에 응용에서 양전극에 연결하기 위해서는 복잡하고 정교한 공정이 필요하다. 이에 본 연구에서는 수열합성법을 통해 합성된 산화아연 나노로드가 포함된 에탄올 용액을 금(Au) 패턴에 drop-casting을 통해서 간단한 방법으로 metal-semiconductor-metal (MSM) 광검출기를 제작하여 광반응 특성을 분석하였다. 또한 염료를 통해 가시광을 흡수하여 광전류(photocurrent)를 발생시킬 수 있도록 염료를 흡착한 산화아연 나노로드를 이용하여 같은 구조의 MSM 광검출기를 제작하여 가시광에 대한 광반응 특성을 관찰하였다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.159-165
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• 2022

WO₃ 광촉매의 광분해 성능을 증대시키기 위하여 산소결핍자리 생성을 유도하기 위한 불소 도핑을 수행하였다. 불소 도핑을 위하여 플라즈마 불소화와 직접 기상 불소화를 진행하였으며, 두 가지 방법으로 불소화한 WO₃ 광촉매의 광분해 성능을 비교하기 위하여 메틸렌블루 염료 분해 성능을 평가하였다. 플라즈마 불소화한 WO₃ 광촉매와 직접 기상 불소화한 WO₃ 광촉매의 산소결핍자리는 각 14.65 및 18.59%로 미처리 WO₃ 광촉매 대비 각 23, 56% 증가하였으며, WO₃ 광촉매의 산소결핍자리가 증가함에 따라 메틸렌블루 염료분해 성능 역시 미처리 WO₃ 광촉매 대비 각 1.7, 3.4배 증가한 것을 확인하였다. 또한 불소 도핑 후 밴드갭 에너지는 각 2.95 eV에서 2.64, 2.45 eV로 감소한 것을 확인하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 직접 기상 불소화 공정이 플라즈마 불소화 공정과 비교하여 WO₃ 광촉매의 활성을 증대시키는데 유리한 공정인 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.273.2-273.2
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• 2016

전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2000년도 춘계학술발표논문집
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• pp.147-147
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• 2000

본 연구는 화장지용 펼프원료로 저급지인 색지(color ledger)고지를 사용함으로써 생산원 가를 절감하기 위한 목적으로 실시되었다. 일반적으로 색지 고지는 azo dyes, stilbene dyes, c copper phthalocyanine dyes와 같은 직접염료(direct dye)로 착색돼있는 것으로 보고되고있 다[) 한편, 펄프표백에 사용되는 약품은 hydrogen peroxide(HzOz), ozone(03), sodium h hypochloriten업oeD와 같은 산화표백제들과 F AS (formamidine sulfinic acid), sodium h hydrosulfite(NazSz04)와 같은 환원표백제들이 사용되는 것으로 널리 알려져 있다. 보통 화 장지용 펄프는 백색도가 78%이상이 되어야만 제품생산에 사용할 수 있는 것으로 인식되고 있다. 따라서 색지 고지를 이 목표로 달성하기 위한 탈색방법을 확립코자 다음과 같은 2가 지 실험을 실시하였다. 먼저, 색의 3원색인 빨강, 노랑, 파랑색의 색지 고지를 동일한 양으로 혼합하여 PY, HY, YH, YH, HY와 같은 5가지 방법의 실험을 실시하였다. 이중 YH 방법 이 가장 우수한 것으로 나타났다. 이 결과를 근거로 하여 여러 가지 색으로 구성된 색지 고 지가 50% 함유한 백상지 고지를 사용하여 Table과 같은 약품 및 조건으로 표백을 겸한 탈 묵실험을 실시하였다. 이 실험에서 백색도 81.8%, L* 93.3, a* -0.5, b* 4.1의 결과를 얻었다. 색지 고지의 탈색은 Y 단계에서 pH와 온도에 큰 영향을 받는 것으로 본 실험을 통하여 알 수가 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.193-198
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• 2000

분무건조장치는 Solution, Slurry, Emulsion, Colloidal Suspension 등의 액상원료를 미립화하여 표면적을 증가시켜 수열면적을 크게 하여 열풍과 직접 접촉함으로써 순간적으로 건조를 행하여 액상원료로부터 바로 분립상의 제품을 얻는 건조법이다. 분유를 비롯하여 Instant 식품류, 합성세제, 염료, 안료, Ceramic, 공해 폐액의 처리에 이르기까지 폭넓게 이용되고 있다. 분무건조기는 통기, 회전, 기류 건조기 등 다른 건조기에 비하여 고도의 설계 및 제작 기술을 요하며, 설계에 있어서 일부 이론적인 취급이 행해지고 있는 것은 사실이나 아직은 경험에 의존하고 있는 현실이다. 국내에서 제작되고 있는 분무건조기의 열효율은 25-33%로 선진국의 35-48%에 비해 매우 낮다. 국내에서 사용되고 있는 분무건조기의 92%는 덴마크, 일본 등에서 수입된 것이다.(중략)