CNT(Carbon Nanotube)는 특이한 구조 및 뛰어난 물성을 갖고 있어, 여러가지 분야에 응용 가능한 신소재로서 연구되어 왔다. 또한 모양 및 구조에 따라 기계, 전기, 화학적인 특성이 달라 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 외국에서는 FED tip, TR, 디스플레이 소자, 수소저장체, 고강도 복합체 및 대 표면적 전극 등 CNT의 다양한 특성을 이용한 응용이 연구되고 있는 반면, 국내에서는 이론연구와 합성연구에 편중되어 있다. 본 연구에서는 열 화학 기상법 (Thermal CVD)을 이용하여 MWNT(Multi-wall nano tube)를 성장시켜 촉매두께, 온도, gas변수에 따른 CNT의 양상을 분석하였다. Ni catalyst는 DC magnetron sputter를 이용하여 5~50nm 두께로 증착하였으며, 성장온도는 $800^{\circ}C$에서 $950^{\circ}C$까지 변화시켰다. 기판의 pre-treatment 로 ammonia($NH_3$) gas를 주입한 후, carbon precursor인 methane($CH_4$) gas와 $H_2$ dilute gas를 1:4의 비율로 주입하여 CNT를 성장시켰다. FE-SEM과 TEM, 그리고 XRD를 이용해 성장된 CNT의 형상 및 구조를 분석한 결과, 낮은 온도에서는 100nm이상의 두께를 갖는 수직형상의 MWNT가 성장되었으며, $900^{\circ}C$이상의 높은 온도에서는 20nm이하의 amorphous carbon nano rod가 성장되었다. 각각의 MWNT, carbon nano rod는 온도가 높을수록 직경이 증가하는 추세를 나타냈으며, Ni catalyst가 얇아질수록 수직형상을 갖는 결과가 나타났다. 또한 ammonia gas의 pre-treatment여부에 따라 CNT의 수직 형상이 좌우되는 결과를 확인하였다. 향후 성장된 MWNT의 최적 조건을 도출하여 디스플레이 소자인 FED(Field Emission Display)분야 등에 응용 가능할 것으로 전망된다.
본 연구는 저염분 상태에서 수온 및 사육밀도와 같은 환경요인이 흰다리새우(Litopenaeus vannamei)의 성장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 연구 결과, 흰다리새우는 저염분 상태에서 전반적으로 수온이 높을수록 생존율이 높게 나타났고, 사육밀도가 낮을수록 생존율이 높아졌다. 사료효율에 관한 연구에서는 수온이 높을수록 증체량(WG)이 증가하였고, 사육밀도가 증가할수록 증체량은 감소하였다. 수온이 높을수록(수온 31℃) 성장 속도가 빨랐다. 또한 사육밀도에 따른 성장도의 평가에서도 사육밀도가 낮은 상태에서 성장 속도가 빨라지는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 흰다리새우의 최적 성장을 위한 적정 사육밀도 및 사육수온의 결정에 유용하게 적용되리라 사료된다.
염색공단 주변의 토양과 하수로부터 아조염료 분해 탈색능이 우수한 MB2균을 분리하여 Citrobacter sp.로 동정하였다. Citrobacter sp. MB2의 성장 최적배지 및 배양조건은 sucrose 0.5%, yeast extract 1.0%, $K_2HPO_4$ 0.1%, $NaHCO_3$ 0.1%, pH 7.0, 배양온도 $30^{\circ}C$에서 호기적 진탕배양이었으며, 최적배지에서의 균성장은 분리용 배지나 nutrient broth에서의 균성장보다 각각 7배 및 50배 이상 개체수가 증가하였다. Citrobacter sp MB2는 금속염에 대해 강한 내성을 보였으며, 항생제 ampcillin과 penicillin G에 대해서 강한 내성을 보였다.
중력 장-흐름 분획법 (GrFFF)은 외부장을 중력으로 사용하며 마이크론 크기의 입자들을 분리하고 그들의 특성을 분석하는 데에 유용한 기술이다. 본 연구에서는 느타리버섯 포자들을 크기에 따라 분리하고, 그들의 성장을 모니터 하기 위하여 GrFFF를 응용하였다. 느타리버섯의 포자는 부드러운 표면과 타원체의 모양을 가지는데, 크기는 장축이 약 $5{\sim}12{\mu}m$, 단축이 약 $3{\sim}4{\mu}m$의 범위에 있음을 광학현미경을 통하여 확인하였다. 느타리버섯 포자의 분리를 위한 최적유속을 찾기 위하여 0.5~1 mL/min 범위에서 GrFFF 채널 유속을 변화하였다. 또한 성장과정에 미치는 포자 크기의 영향을 알아보기 위하여 최적조건에서 얻은 GrFFF fractogram으로부터 3개의 fraction을 분획하여, 이들을 동일조건에서 30일간 배양하였다. 그 결과, GrFFF fractogram의 중간 부분에서 수집한 포자들, 즉, 중간크기를 가지는 포자들이 fractogram의 앞이나 뒤 부분에서 수집한 포자들보다 상대적으로 더 빨리 성장함을 확인하였다.
수평형 MOCVD (유기금속 화학기상법) 제조공정에서 유체유동, 열전달 및 화학종의 국소적 질량분율을 고찰하기 위한 수치계산을 수행하였다. 수송가스로 작용하는 수소가스와 TMG및 암모니아의 농도분포를 예측함으로서 혼합과정을 분석하고 필름성장의 균일성을 예측하였다. 농도분포에 미치는 입구크기, 위치, 질량유량 및 벽면의 경사각도의 영향이 검토되었다. 계산결과로서 무차원 대류 열전달 계수 Nu에 의해 반응물의 농도분포를 정성적으로 예측할 수 있었으며, 균일한 필름성장을 위한 최적 질량유량, 벽면 경사도 및 입구조건이 제시되었다.
150~$190^{\circ}C$에서 2시간 동안의 수열반응을 통해 입방체 모양을 갖는 0.5~5 $\mu\textrm{m}$의 ($Pb_{0.95}Sr_{0.05})(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ 결정분말을 제조하였다. 실험결과 반응온도가 증가함에 따라 PSZT의 핵생성과 결정성장 속도가 빨라져서 평균입경이 커짐을 알 수 있었다. 광화제로 사용한 KOH의 농도를 증가시켜 평균입경이 작고 입도분포의 폭이 좁은 분말을 얻을 수 있었으며 결정화가 일어나는 반응온도를 낮출 수 있었다. Zr/Ti의 조성비가 0.40/0.60에서 0.60/0.40으로 증가함에 따라 PSZT의 주요 결정상은 정방정의 결정상에서 능면정의 결정상으로 전이되었다.
Aerosol deposition method(ADM)은 상온에서 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정이다. 이러한 Aerosol deposition method의 장점은 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있고, 다양한 재료의 코팅이 가능하며, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이하다. 본 연구에서는 많은 장점을 가지고 있는 Aerosol deposition method를 이용하여 높은 유전상수, 압전계수, 초전계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 유전체 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말 중 높은 유전율을 갖고 압전특성이 있는 Polyvinyl difluoride(PVDF)를 선정하여 $BaTiO_3$ 분말에 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰고, 또한 금속 분말을 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰다. 성장된 복합체 후막은 유전율과 유전손실 그리고 leakage current, breakdown voltage, 미세구조 분석 등 다양한 분석이 이루어 졌으며, embedded capacitor 유전체 층으로 응용 가능성을 가늠하였고, 상온에서 제조된 유전체 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 금속 전극사이에 팔라듐 나노선을 성장시키기 위해 직류와 이중전기영동 방법을 이용한 전기화학적 방법을 제안하였다. 팔라듐 나노선의 최적 성장 조건들을 파악하기 위해 교류의 인가 주파수 및 전압의 영향들이 조사되었다. 합성된 팔라듐 나노선들은 수백 나노미터의 직경과 $8\;{\mu}m$ 길이를 갖고 있으며, $1\;k{\Omega}$의 우수한 전기적 저항 특성을 보였다. 최종적으로 완성된 팔라듐 나노선들은 상온에서 수소 농도 100 ppm에서 2500 ppm의 범위에서 수소검출 평가를 수행하였으며, 수소센서에 적합한 우수한 검출 감도 및 응답시간을 보였다.
Sourdough 빵을 생산하기 위해 사용되는 유산균중 Lb. brevis는 높은 산 생성율과 단백질 분해 활성과 sourdough 발효중 발생되는 휘발성 화합물의 합성에 뚜렷하게 기여를 하여 많이 사용되고 있다. 따라서 본 실험은 김치에서 분리한 유산균을 sourdough starter로 사용하기 위한 첫 번째 단계로서 Lactobacillu brevis UC-22의 배양 특성 및 최적 성장조건을 조사하였다. 온도에 따른 증식은 35$^{\circ}C$에서 배양한 것이 PH의 저하 및 증식이 가장 양호하였으며 이에 병행하여 산 생성량도 균주의 대수 증식기에서 활발하게 분비되는 것을 알 수 있었다. 배지내의 pH에 따른 균의 생장은 pH 5.5와 pH6.5일 때 증식이 우수하게 나타났다. Lb. brevis의 특징적인 탄소원 이용은 glucose보다는 오히려 maltose를 더 선호하는 경향이 있다고 하였으나 본 실험에 사용된 Lactobacillus brevis UC-22는 maltose와 glucose의 첨가에 따른 성장 정도는 큰 차이점을 보이지 않았다.
나노입자를 이용하여 치밀한 $Cu(In,\;Ga)Se_2$ 태양전지용 광흡수층을 제조하기 위해 먼저, 콜로이달 방법으로 합성된 20nm이하의 CIGS 나노입자를 저가의 스프레이 법을 이용하여 CIGS 막을 제조하였다. 제조된 CIGS막을 two-zone RTP (rapid temperature Process) 방법으로 Se 분위기 안에서 열처리를 행하였다. 입자의 치밀화를 위해 기판의 온도, Se 증발온도와 수송가스의 유량을 조절하여 CIGS 입자성장을 행하였다. 그러나, Se의 증발온도가 높을수록 CIGS와 MO 박막 사이에서 $MoSe_2$ 층이 형성되었다. 형성된 $MoSe_2$층의 부피 팽창으로 인해 하부의 유리기판과 Mo층 사이에서 peeling off 현상이 발생했다. 이러한 Peeling off현상을 억제하면서 CIGS 나노입자 성장을 하기 위해, Se 공급을 빨리 할 수 있도록 Se의 증기압을 높였으며, 최적조건에서 급속 열처리 공정을 통해 CIGS 나노입자 성장과 치밀화를 위한 소결거동을 관찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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