NiO 박막은 전자비임증착법과 RF-스퍼터링법으로 제작하여 박막의 성능을 평가하였다. NiO 박막의 성능평가를 위한 착색과 탈색은 전기적 착색셀을 제작하여 순환전압전류법으로 KOH 전해질 내에서 반복수행하였으며 성능이 퇴화된 박막의 투과율은 가시광선 분광기로 측정하였다. XPS에 의한 분석결과 막의 낱알 내부보다 낱알 표면에 많은 산소가 포함될수 있음을 알 수 있었다. KOH 전해질 속에서 사이클이 반복 수행된 막의 표면 낱알의 형태는 변하였으며, 3$\times$10-4mbar에서 제작된 시료가 막의 안정성이 좋았다. 제작 방법에 다라 막에 주입 및 추출되는 전하밀도와 투과율의 차이가 나타났고, 니켈 산화물 박막의 성능평가를 하기 위해 착색효율을 계산하였다. 기판물질인 IT(indium tin oxide)의 전기적 착색성과 전해질이 전기적 착색성에 미치는 영향에 대해서도 논의되었다.
전기변색(electrochromism)은 전기화학적 산화, 환원 과정을 통해 가역적인 광학특성의 변화를 갖는 현상을 말하며, 이를 이용한 전기변색소자(electrochromic device)는 전력 소모가 적고 변색효율이 크다는 장점으로 인해 smart window, display, mirror 등에 응용될 수 있다. 전기변색소자는 구조상 투명 기판, 투명 전도체, 환원 착색 물질 (cathodic coloration material), 산화 착색 물질(anodic coloration material), 그리고 투명 이온 전도체로 구성된다. 일반적으로 투명 기판으로는 열적 안정성이 좋은 유리기판을 사용하여 window에 응용할 수 있는 장점이 있는 반면 다양한 형태를 갖는 소자를 제작하기에는 그 한계가 있다.
스마트윈도우는 디스플레이, 산업용 외장재 등 다양한 분야에 응용이 가능하며, 특히 전기변색을 이용한 디바이스는 나노코팅 기술을 통한 나노입자 및 나노가공제어 등 나노융합기술을 접목할 수 있다. 전기변색 디바이스는유리 또는 필름 기판소재를 통해 제작이 가능하며, 본 연구에서는 전기변색의 산화, 환원반응에 의해 재료의 광특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질을 증착하여 기존 라미네이터 및 Sol-Gel방식의 전해질보다 열화현상에의한 성능저하를 막아주는 박막전해질 코팅 연구이다. 전기변색 소자는 외부 인가 전압(external voltage)에 의해 유도된 전하의 주입(injection) 과 추출(extraction)을 통하여 그 광학적 특성(optical property)을 가역적으로(reversibly) 변 화시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 전기변색소재의 원리를 간략하게 설명하면 대표적인 환원착색 물질인 전기변색층(WO, MoO, Nb2O5 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 주입되면 전기변색되고 방출 시는 투명하게 되며, 반대로산화착색 물질인(V2O5, NiO, IrO, MnO 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 방출되면 변색되고 주입되면 투명하게 되는 것이다. 본 연구에서는 전자가 주입되는 환원착색물질인 WO와 함께 Ta2O5박막을 증착하여 광학적특성을 연구하고 박막의 두께 및 전압인가에따른 변색 및 응답속도를 연구하고자 한다.
칼라 렌즈 제작시 착색 시간에 따른 분광반사율을 측정하여 렌즈표면의 굴절률을 계산하였다. 착색 시간이 길수록 반사율과 굴절률은 커진다. 렌즈 표면에 착색물질이 포화상태가 될 때까지 굴절률은 시간에 따라 증가하였다. 시간에 따른 blue color 렌즈의 굴절률 변화 곡선은 Boltzmann 성장곡선을 따르며, 이때 $n_{min}$은 1.482. $n_{max}$는 1.497. $t_c=11.53$ 그리고 $d_0$ 등의 2.287 등의 parameter 값을 얻었다.
착색단고추 중 침투성농약 flonicamid의 잔류특성을 구명하기 위하여 flonicamid 및 그 대사물질의 잔류농도를 분석하고 경시적인 잔류량 변화양상을 조사하였다. 플로니카미드 10% 입상수화제를 추천사용농도 및 그의 2배 농도로 경엽처리하고, 살포 후 1, 7, 15, 30, 50, 70, 87일의 총 7회에 걸쳐 과실, 상엽, 하엽을 구분하여 시료를 채취하여 잔류농도를 분석하였고 살포 후 87일간의 잔류량 변화를 조사하였다. 과실, 상엽, 하엽 모두에서 모화합물인 flonicamid의 잔류량은 1일차에 최고치를 나타낸 이후 급격히 감소되는 경향을 보인 반면, 대사물질 TFNG의 잔류량은 지속적으로 증가하여 15-30일차에 최고 잔류량을 나타내었고 살포 후 87일 이후에도 초기 잔류량 보다 높은 농도를 유지하였다. 과실 중 총 flonicamid의 잔류량이 시간 경과에 따라 점차적으로 증가하여 살포 후 87일까지 높은 농도를 유지하는 잔류양상은 착색단고추 잎 중에 높은 농도로 잔류하는 대사물질 TFNG의 이동에 의한 결과로 보여지며, 이러한 잔류량 변화는 기준량 및 2배량 처리구에서 유사한 양상을 나타내었다.
Electrochromism이란 기전력 방향에 의한 가역적으로 색이 변하는 현상을 말하며, 열린 회로 기억성을 가지며 소비전력이 적고, 우수한 착색 효율을 갖는 등 여러 가지 유용성 때문에 디스플레이 및 전기적 착색 유리창에의 기술적 적용 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 가장 우수한 일렉트로크로믹 특성을 내는 것으로 알려진 WO3 박막과 대향 전극으로 V2O5 박막을 사용하였다. 이들 박막은 알칼리 이온 주입물질이며, coloration.bleaching상태에서 광학 밀도가 크고, 내구성이 좋으며, 작은 비용으로 재료를 사용할 수 있다. 그리고 더 우수한 장점으로 부각되는 대면적의 코팅의 매력적인 기술인 졸겔법으로 제조 가능한 특성을 가지고 있다. 졸겔법 및 진공증착법으로 박막을 제조하고, 박막산화 및 수명저하 등의 위험이 적은 리튬이온을 이용하여 소자를 제작한 후 일렉트로크로믹 특성을 조사하고, 우수한 소자의 제조조건을 얻고자 하였다. 측정결과 졸겔법으로 제조된 WO3 박막과 V2O5 박막을 수증기 분위기에서 50$0^{\circ}C$로 1시간 열처리한 경우 가장 우수한 투과 변화율을 나타내었다. 정상전압인 2 volt보다 높은 3 volt로 cyclic voltamogram을 측정하는 과정에서 정.역방향 동작을 거듭할수록 peak이 크게 감소하는 현상을 발견하였으며, 양이온의 흐름에 의해 물질의 이동이 발생할 것이라는 판단아래 Auger depth profile을 측정한 결과 WO3막의 텅스텐과 ITO막의 인듐이 상호 확산하는 것을 관찰할 수 있었다. 이를 방지하기 위해 수백 의 텅스텐 박막을 WO3 막 위에 증착한 후 cyclic voltamogram과 Auger depth profile을 측정한 결과, cyclic voltamogram의 peak의 감소량이 1/10이하로 감호하였으며, 리튬이온의 흐름에 의한 인듐과 텅스텐의 이동을 효과적으로 방지할 수 있었다. 따라서 텅스텐 확산방지막의 삽입이 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 사료된다.
소변검사는 신장질환과 기타전신질환의 진단에 매우 중요한 검사이다. 요시험지봉검사을 이용하면 짧은 시간에 소변의 여러 가지 화학 성상(pH, 비중, 단백, 당, 케톤체, 잠혈, 빌리루빈, 우로빌리노겐, 아질산염, 백혈구-에스테라제)을 동시에 검사할 수 있다. 요시험지봉검사는 관련된 화학반응이 복잡하여 소변에 존재하는 산화물질, 환원물질, 착색물질의 영향을 받을 수 있어 위양성 위음성 반응이 흔히 발생한다. 요시험지봉검사로 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해서는 검체를 깨끗하게 채집하고 주의를 기울여 검사해야 하며 요시험지봉검사 결과를 제대로 이용하기 위해서는 검사의 원리를 잘 이해할 필요가 있다. 요시험지봉검사에서 혈뇨, 단백뇨, 요로감염이 의심되면 확진을 위해 요검경검사를 실시하여야 한다.
검정콩 종피에 존재하는 안토시아닌 함량의 변화 분석을 통해 안토시아닌 생성과 종피색소 착색과의 관계를 구명하기 위해 UPLC로 안토시아닌 함량을 분석하여 개별 안토시아닌 축적량과 종피색 변화를 비교분석한 결과는 다음과 같다. 검정콩 종피 내에서의 안토시아닌 생성시기는 일품검정콩은 개화기 후 35일 이전, 흑청콩도 개화기 후 40일 이전이었는데, 가장 먼저 생성된 성분은 두 품종 모두 cyanidin-3-Glucoside이었다. 종피색의 착색시기는 일품검정콩은 개화기 후 45일경, 흑청콩은 개화기 후 55일~60일이었다. 종피착색에 가장 영향을 미치는 개별 안토시아닌은 cyanidin-3-Glucoside로 밝혀졌다. 종색 착색시기와 수확시의 안토시아닌 함량을 비교한 결과, 두 시기의 안토시아닌 함량 증가율은 일품검정콩이 439%, 흑청콩이 249%였으나 수확기의 종피색 착색정도를 구분하기 어려운 점을 고려할 때, 종피색에 관여하는 물질은 안토시아닌 이외의 기타 성분이 존재할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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