• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.5
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• pp.506-511
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• 2006

ZnO nanorods were prepared by the hydrothermal reaction of a solution containing $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, NaOH, cyclohexylamine, ethanol and water, and their $NO_2$ and CO sensing behaviors were investigated. By the control of water concentration in solution, the morphology and agglomeration of ZnO nanorods could be manipulated, which is associated with the variation of $[OH^-]$ resulted from an interaction between water and cyclohexylamine. Sea-urchin-like and well-dispersed ZnO nanorods were prepared at low and high water content, respectively. Well-dispersed ZnO nanorods showed 1.8 fold change in resistance at 1 ppm $NO_2$ while there was no significant change in resistance at 50 ppm CO. This selective detection of $NO_2$ in the presence of CO can be used in automated car ventilation systems.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.43 no.3
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• pp.401-406
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• 2005

In this work, the effect of chemical treatment of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) on glass transition temperature (Tg), thermal stability, and dynamic viscoelastic behaviors of MWNTs-reinforced epoxy matrix composites has been studied by differencial scanning calorimeter (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), and dynamic mechanical analysis (DMA) measurements. The MWNTs were chemically treated with 35 wt％ $H_3PO_4$ (A-MWNTs) or 35 wt％ KOH (B-MWNTs) solutions and the changes of surface properties of chemically treated MWNTs were examined by pH, acid and base values, Fourier transfer-infrared spectroscopy (FT-IR), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. The chemical treatments based on acid and base reactions led to a significant change of surface characteristics and chemical compositions of the MWNTs, especially A-MWNTs/epoxy composites had higher thermal stability and dynamic viscoelastic properties than those of B-MWNTs and non-treated MWNTs/epoxy composites. These results were probably due to the improvement of interfacial bonding strength, resulting from the acid-base interaction and hydrogen bonding between the epoxy resins and the MWNT fillers.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.168.2-168.2
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• 2017

발열체는 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 전기 저항체인데, Ni-Cr계 합금이 발열 가능 온도가 범위가 크고 열 효율 및 내 산화성, 내 부식성이 우수하여 발열체로 많이 사용되고 있다. 그리고 기존의 선형 발열체의 효율성을 개선한 면상 발열체가 개발되었고, 최근 나노 기술의 발달로 나노크기의 ITO(Indium Tin Oxide) 입자나 탄소나노튜브가 코팅된 형태의 투명 면상 발열체가 개발되어 주목을 받고 있다. 투명 면상 발열체는 발열체의 형태를 거시적으로 확인할 수 없기 때문에 자동차의 전면 유리 히터 및 건축용 기능성 창호 등의 심미적 효과를 요구하는 제품에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PVP(Poly vinyl Pirrolidone)을 이용하여 Ni-Cr Nanofiber 제조를 위한 효율적인 전기 방사 조건을 도출한다. PVP 질량에 따라서 Ethanol과 Methanol, 물을 이용하여 viscosity와 ion conduciviy를 조절하였고, 전기방사 조건으로 bead를 최소화 하는 나노섬유를 얻었다. 이어서 Ni-Cr/PVP 용액은 Metal Precursor wt.% 조절 및 방사조건으로 100~300nm의 직경을 가진 나노 섬유를 얻을 수 있었다. 산화/환원 열처리 후 PVP와 Oxide가 제거된 Ni-Cr nanofiber를 합성하였다. Nanofiber 형상은 FE-SEM으로 측정하였으며, XRD, FT-IR 분석을 통해 제작된 나노 섬유의 구조적 특성을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.5
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• pp.495-499
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• 2010

To develop chemical and biosensors, this paper studies sensing characteristics of bulk carbon nanotube (CNT) electrodes by means of their electrical impedance properties due to their large surface area and excellence chemical absorptivity. The sensors were fabricated in the form of film and nano web style by using composite process for mass production. The bulk composite electrodes were fabricated with singlewall and multi-wall carbon nanotubes based on host polymers such as Nafion and PAN, using a solution-casting and an electrospinning technique. The resistance and the capacitance of electrodes were measured with LCR meter under the various amounts of buffer solution to study the electrical impedance change properties of them. On the experimental of sensor electrode, impedance characteristics of the composite electrode are affected by its host polymer and nanofiller and its sensing response showed saturated result after applying some amounts of buffer solution for test chemical. Especially, the capacitance values showed drastic changes while the resistance values only changed within few percent range. It is deduced that the ions in the solution penetrated and diffused into the electrodes surface changed the electrical properties of the electrodes much like a doping effect.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.281-281
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• 2008

최근 높은 비표면적, 우수한 결정성, 나노스케일의 크기 등 다양한 물리 화학적 특성을 지닌 1차원 나노구조체를 이용한 가스센서 연구가 활발히 진행되고 있다. 가스센서는 네트워크 된 나노선들 이용하여 벌크, 박막 보다 극대화된 비표면적으로 가스 감도와 반응 속도를 향상시킬 수 있었다. 촉매 첨가를 위해 Acetylacetone 용액 7 ml에 10 mM이 되도록 Pt 분말을 첨가하여 촉매용액을 제조하였다. 마이크로피펫을 이용하여 미량을 센서의 감응체 부문에 뿌려 대기 중에서 건조한 후 센서의 감도를 측정하였다. 측정은 $250^{\circ}C$에서 일산화탄소 가스 500 ppm의 가스농도로 촉정하였을 때 촉매가 첨가된 센서가 70% 이상의 개선된 감도를 나타내었다. 이는 나노선에 분산된 촉매에 주입되는 가스가 흡착되고 다시 표면의 산소와 반응하여 전기전도도를 변화시키는 것으로 보인다. 첨가된 촉매에 대한 영향을 분석하기 위해 AES, XRD, FT-IR, TEM 등의 분석을 실시하였다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.29 no.3
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• pp.198-209
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• 2020

In this study, electrospun nanofibers made of PAN (polyacrylonitrile) were activated through a physical method to obtain an optimized pore structure. In particular, to enhance the surface alkalinity, the activated carbon fibers (ANFs) were impregnated with tetraethylenepentamine (TEPA) with the aid of HNO₃. Then, the low level (3,000 ppm) CO₂ adsorption capacity for each ANF sample was evaluated. The specific surface area of ANFs increased from 308.4 ㎡/g to 839.4 ㎡/g and the total pore volume increased from 7.882 ㎤/g to 27.50 ㎤/g. Although the TEPA impregnation reduced the specific surface area and pore volume of the ANFs due to blocking of micropores, the HNO₃ pre-oxidation enhanced the amino groups tethered, increasing the amine content from 6.42% to 17.19%, and finally, increased the adsorption capacity of CO₂. This study showed that the sample 60-ANF-HNO₃-TEPA, which was activated for 60 minutes and was impregnated with HNO₃ and TEPA, had the best adsorption capacity for low level (0.3%) CO₂ (in a binary mixture with N₂).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.570-570
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• 2012

그래핀(graphene)은 육각형의 탄소원자 한층으로 이루어진 이차원 구조체로써 우수한 물리적, 전기적 특성으로 인해 다양한 분야에서 응요을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 그래핀과 금속 나노입자의 복합구조는 수소 저장체, 가스센서, 연료전지, 화학 촉매등의 다양한 분야에서 응용이 가능하다. 현재까지 그래핀/금속나노입자 복합구조의 제작 방법에는 열증발(thermal evaporation), 전기도금법(electrodeposition), 표면 기능화(surface functionalization)를 이용한 방법이 보고되었다. 하지만 이러한 방법은 긴 공정시간이 요구되며, 나노입자의 크기 분포가 넓다는 단점을 지닌다. 본 연구에서는 화학기상증착법을 통해 합성된 그래핀이 전사된 SiO2 (300nm)/Si 기판에 염화기가 포함된 백금 화합물 분산용액을 스핀코팅(spin-coating)하고 MeV 전자빔을 조사하여 Pt/grapheme 복합구조를 형성하였다. 이 방법은 균일한 크기 분포의 나노입자의 형성이 가능하며, 간단하고, 대면적 공정이 가능하며, 다른 방법에 비해 그래핀의 결함형성이 적다는 장점을 지닌다. Pt/grapheme 의 기하학적 구조를 주사전자현미경(scanning electron microscopy)와 투과전자현미경(transimission)을 통해 분석하였고, Pt와 graphene의 일함수(workfunction)의 차이에 의해 야기되는 전하이동에 의한 도핑(doping)현상을 라만 분광기(Raman spectroscopy)와 X-선 광전자 분광기(X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.54 no.1
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• pp.93-98
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• 2010

In this work, the electrochemical properties of surface treated multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were studied. Nitrogen and oxygen functional groups of the MWNTs were introduced by urea and acidic treatment, respectively. The surface functional groups of the MWNTs were confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements and zeta-potential method. The characteristics of $N_2$ adsorption isotherm at 77 K, specific surface area, and total pore volumes were investigated by BET eqaution, BJH method and t-plot method. Electrochemical properties of the functionalized MWNTs were accumulated by cyclic voltammetry at the scan rates of 50 $mVs^{-1}$ and 100 $mVs^{-1}$ in 1M $H_2SO_4$ as electrolytes. As a result, the functionalized MWNTs led to an increase of capacitance as compared with pristine MWNTs. It was found that the increase of capacitance for urea treated MWNTs was attributed to the increase in density of surface functional groups, resulting in improving the wettability between electrode materials and charge species.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.410-410
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• 2009

현재 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT)를 여러 분야에 응용하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 단일벽 CNT (single-walled CNT)를 여러 가지 계면활성제로 최적 분산시킨 수용액으로부터 제조한 투명 전도성 필름을 터치스크린이나 디스 플레이 소자에 응용할 목적으로 필름의 전기저항 및 광 투과도를 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 우선 계면활성제로 분산시킨 정량의 CNT 수용액을 알루미나 재질의 필터에서 진공 필터링하여 CNT 필름을 제조하였다. 알루미나 필터를 sodium hydroxide (NaOH) 수용액으로 용해시켜 제거하여 얻은 CNT 필름을 유리기판 위에 부착시켰다. 필름의 전기저항을 낮추기 위해 유리기판 위에 부착된 CNT 필름을 질산($HNO_3$) 용액으로 처리하였다. Scanning electron microscopy, UV-Vis spectroscopy를 이용하여 각각 필름의 형상과 광투과도를 분석하였고, 4-point probe로 면 저항을 측정하였다. 계면활성제로 분산시킨 대부분의 CNT 필름의 면 저항은 질산 처리에 의해 감소하였다. 이는 CNT 표면에 코팅되어 있던 계면활성제가 질산에 의해 제거되었기 때문인 것으로 예상된다. 그리고 anionic 계면활성제를 이용한 필름이 대체로 낮은 면 저항을 보였고, 그중 분산력이 가장 좋은 sodium dodecyl benzenesulfonate(SDBS)가 최저의 면 저항을 나타내었다. 질산처리에서 Polyvinyl pyrrolidone(PVP)과 cetyltrimethylammonium bromide(CTAB)를 사용하여 제조한 CNT 필름의 면 저항이 가장 뚜렷한 감소를 보였다.

• Composites Research
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• v.28 no.2
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• pp.70-74
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• 2015

In this paper, carbon nanotubes (CNTs) and micro glass bubbles (GBs) have been incorporated into a polyamide6 (PA6) matrix to impart thermoelectric properties. The spaces created in the matrix by GBs allows the formation of "segregated" CNT network. The tightly bound CNT network, if controlled properly, can serve as a conductive path for electron transport, while prohibiting phonon transport, which would provide an ideal configuration for thermoelectric applications. The CNTs and GBs were dispersed in a nylon-formic acid solution using horn sonication followed by coagulation in deionized water, and nanocomposite panels were fabricated using a hot press. The performance of nanocomposite panels was evaluated from thermal and electrical conductivities and Seebeck coefficient, and a thermoelectric figure of merit as high as 0.016 was achieved.