• 폴리머
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• 제36권2호
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• pp.177-181
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• 2012

본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane)(PDMS) 기반의 미세유체 시스템을 이용하여 이중 에멀젼을 형성하는 방법을 구현하였다. 반응기 친수성 연속상과 표면 젖음성을 향상시키기 위해 우선 PDMS 표면과 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate(TPM)간의 졸-젤 반응을 통해 표면에 메타크릴레이트를 유도하였고, 선택적인 영역에 친수성 단량체인 아크릴산과 메타크릴레이트간의 공유결합을 유도하였다. 이를 확인하기 위해 아크릴산과 정전기적 인력 결합을 하는 염료를 통하여 선택적 표면 개질의 성공을 확인하였다. 사용된 유체로는 "spreading coefficient"를 도입하여 시스템 내에서 이중 에멀젼을 형성하는 조건을 예측하여 물과 0.5% w/w sodium dodecyl sulfate 혼합물, 헥사데칸 혼합물(hexadecane; 1% w/w Span80)을 선정하였다. 이를 통하여, 코어 및 쉘의 사이즈가 48.5 ${\mu}m$(CV:1.6%), 65.1 ${\mu}m$(CV:1.6%)인 단분산성 이중 에멀젼을 성공적으로 생성하였고, 유체의 유량 제어를 통하여 함입되는 코어의 개수 조절이 가능함을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.729-732
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• 2012

본 논문에서 이온성액체를 이용한 초음파화학을 통해서 칼코젠 나노입자를 in-situ로 합성하여서 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 위에 도포하였다. 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ($BMimBF_4$) 이온성액체를 이용해서 MWCNT의 표면을 기능화하였다. 합성된 MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체를 TEM과 EDS를 이용해서 분석하였다. 특히, MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, and MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체는 각각 요철과 같거나, 거칠거나 부드러운 코어-쉘 형태와 같은 특이한 구조를 보여주었다. 본 연구는 반응속도가 다른 전구체로부터 얻어진 이성분 반도체 나노입자를 합성과 동시에 탄소나노튜브에 도포할 수 있는 새로운 합성법을 제시한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.40-46
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• 2017

We reviewed the electrical properties of SOFC anode manufactured using spherical Ni and nano YSZ powder. When core-shell is fabricated by using submicron Ni as core and nano-sized YSZ as shell for SOFC anode, the electrical conductivity of the $0.2{\mu}m$ Ni-YSZ core-shell was 3 times higher than that of $1.0{\mu}m$ NiO or $1.0{\mu}m$ Ni-YSZ. Hydrogen selectivity was similar at $800^{\circ}C$, but hydrogen selectivity and methane conversion rate under $750^{\circ}C$ was 10~25% higher, Power density was more than 2 times, ASR was about 1/3, when exposed to $H_2$ atmosphere at $750^{\circ}C$ for a long time, Ni particles did not have any growth or cut off conduction path.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.40-46
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• 2015

카본나노튜브(CNT)와 폴리아닐린(PANI)과 같은 도전성물질의 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐이 멜라민과 포름알데히드의 in situ 중합법에 의해 제조되었다. 평균직경 $10-20{\mu}m$의 안정된 마이크로캡슐이 관찰되었으며, 이 마이크로 캡슐의 표면 모폴로지와 화학구조, 열적특성을 광학현미경, 주사전자현미경(SEM), 적외선 분광분석(FT-IR), 열중량분석(TGA) 등으로 측정하였다. 테트라클로로에틸렌과 아이소파 G (isopar-G) 및 CNT나 PANI로 구성된 도전성물질 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐의 전기전도도를 캡슐벽을 깨뜨린 후 측정하였다. 마이크로캡슐의 심물질인 CNT나 PANI의 양이 증가할수록 측정된 전류는 증가하였다. 분쇄된 캡슐의 심물질의 전도도를 측정한 결과는 CNT나 PANI가 캡슐이 깨졌을 때, 빠져나온 심물질인 전도성 물질이 단락된 서킷을 연결해 줄 수 있는, 자기치유형 전자재료 시스템에 폴리 멜라민 포름알데히드 베이스의 코어 쉘(core shell) 마이크로캡슐이 적용 가능한 것을 보여준다.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-42
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• 2016

$BaTiO_3$-coated Fe nanofibers are synthesized via a three-step process. ${\alpha}-Fe_2O_3$ nanofibers with an average diameter of approximately 200 nm are first prepared using an electrospinning process followed by a calcination step. The $BaTiO_3$ coating layer on the nanofiber is formed by a sol-gel process, and a thermal reduction process is then applied to the core-shell nanofiber to selectively reduce the ${\alpha}-Fe_2O_3$ to Fe. The thickness of the $BaTiO_3$ shell is controlled by varying the reaction time. To evaluate the electromagnetic (EM) wave-absorbing abilities of the $BaTiO_3@Fe$ nanofiber, epoxy-based composites containing the nanofibers are fabricated. The composites show excellent EM wave absorption properties where the power loss increases to the high frequency region without any degradation. Our results demonstrate that the $BaTiO_3@Fe$ nanofibers obtained in this work are attractive candidates for electromagnetic wave absorption applications.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제14권3호
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• pp.65-72
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• 2018

Core-shell structured $Fe_3O_4/graphene$ composites were synthesized by aerosol spray drying process from a colloidal mixture of graphene oxides and $Fe_3O_4$ nanoparticles. The structural and electrochemical performance of $Fe_3O_4/graphene$ were characterized by the field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, cyclic voltammetry, and galvanometric discharge-charge method. Core-shell structured $Fe_3O_4/GR$ composites were synthesized in different mass ratios of $Fe_3O_4$ and graphene oxide. The composite particles were around $3{\mu}m$ in size. $Fe_3O_4$ nanoparticles were encapsulated with a graphene. Morphology of the $Fe_3O_4/graphene$ composite particles changed from a spherical ball having a relatively smooth surface to a porous crumpled paper ball as the content of GO increased in the composites. The $Fe_3O_4/GR$ composite fabricated at the weight ratio of 1:4 ($Fe_3O_4:GO$) exhibited higher specific capacitance($203F\;g^{-1}$) and electrical conductivity than as-fabricated $Fe_3O_4/GR$ composite.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.323-323
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• 2014

기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2011

CI(G)S계 태양전지는 화합물 반도체로서, 우수한 광 전류 변환 효율을 보이며, 광조사 등에 의한 열화가 없어 유망한 태양전지로 인정받고 있다. CI(G)S계 태양전지를 구성하는 흡수층을 제조하는 방법은 진공 기반의 공증착법 및 스퍼터-셀렌화법이 대표적이며, 액상의 전구체 물질을 도포하고 이를 고온 열처리하는 용액공정법도 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 진공 증착법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있고 상용화에 적합한 방법이다. 그러나 고가의 진공 장비를 이용하는 진공증착법은 원가 절감 관점에서 한계를 지니고 있어, 미래의 저가 공정 실현을 위해 용액 기반 흡수층 제조법도 다양한 접근법으로 연구되고 있으며 현재까지는 진공공정에 비해 상대적으로 낮은 변환효율이 큰 문제점으로 인식되고 있다. 용액 공정에서 전구체 물질의 코팅법으로는 spray법, spin coating법, drop-casting법, doctor-blade법 등이 있으며, 이들 중 양산 공정에 실용화되기 가장 적합한 것으로 보이는 방법으로는, 화합물 나노입자 페이스트를 기재 상에 doctor blade 법으로 코팅한 후에 이를 열처리하여 흡수층을 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 방법은 균일한 흡수층을 저비용으로 제조할 수 있는 장점은 있지만, 전구체로 사용하는 화합물 나노입자들이 화학적 및 열적으로 매우 안정한 물질이므로, 최종 흡수층에서 큰 결정을 얻기 어렵고, 그 결과 효율이 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 치밀하고 조대한 grain 형성을 위하여 CISe 균일한 나노입자를 합성하고 셀레늄을 포함하는 용액을 추가로 도포하여 열처리 공정에서 Se의 손실을 막아 입자를 성장시키는 방법과 In-Se 균일한 나노입자를 합성한 후 Cu, Se이 포함된 용액을 도포하여 코어-쉘 (InSe/CuSe)을 제작하고 이를 Se 분위기하 열처리 하여 흡수층의 결정성을 증진시키고자 하였다. 또한 다양한 방법으로 제작한 CuInSe2 나노입자로 잉크를 제작하여 닥터블레이드 공정을 적용하여 박막을 제작하고 소자 적용성을 평가하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.12-18
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• 2018

Cost-effective functional phosphor nanoparticles are prepared by introducing low-cost $SiO_2$ spheres to rare-earth phosphor ($YVO_4:Eu^{3+}$, $YVO_4:Er^{3+}$, and $YVO_4:Nd^{3+}$) shells using a sol-gel synthetic method. These functional nanoparticles are characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, and general photoluminescence spectra. The $SiO_2$ sphere occupying the interior of the conventional phosphor is advantageous in significantly reducing the cost of expensive rare-earth phosphor nanoparticles. The sol-gel process facilitates the core-shell structure formation; the rare-earth shell phosphor has strong interactions with chelating agents on the surfaces of $SiO_2$ nanoparticles and thus forms layers of several nanometers in thickness. The photoluminescence wavelength is simply tuned by replacing the active materials of $Eu^{3+}$, $Er^{3+}$, and $Nd^{3+}$. Moreover, the photoluminescent properties of the core-shell nanoparticles can be optimized by manipulating the specific contents of active materials in the phosphors. Our simple approach substitutes low-cost $SiO_2$ for expensive rare-earth-based phosphor materials to realize cost-effective phosphor nanoparticles for various applications.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.178-183
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• 2014

Recently, various type of nanomaterials such as nanorod, nanowire, nanotube and their core/shell nanostructures have attracted much attention in photocatalyst due to their unique properties. Among them, Type-II core/shell heterostructures have extensively studied because it has exhibited improved electrical and optical properties against their single-component nanostructure. Such structures are expected to offer high absorption efficiency and fast charge transport due to their stepwised energetic combination and large internal surface area. Thus, it has been considered as potential candidates for high efficient photocatalytic activity. In this work, we introduce a novel chemical conversion process to synthesize Type-II ZnO/ZnSe core/shell heterostructures. A plausible conversion mechanism to ZnO/ZnSe core/shell heterostructres was proposed based on SEM, XRD, TEM and XPS analysis. The ZnO/ZnSe heterostructures exhibited excellent photocatalytic activity toward the decomposition of RhB dye compared to the ZnO nanorod arrays due to enhanced light absorption and the type-II cascade band structure.