• Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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• 2021.11a
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• pp.174-175
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• 2021

Currently, the construction structures become larger and more high-performance in modern society, demands for ultra-high strength and light weight construction materials are increasing rapidly. Therefore, this study aims to confirm the applicability of nanomixed cement supplemented with physical and mechanical properties using nanomaterials.Changes in compressive strength and properties were analyzed according to the ratio of cement paste and dispersant (PCE) made by ultrasonication of carbon nanotubes (CNT)

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.6
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• pp.684-689
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• 2021

In this paper, we develop a cost effective and disposable voltammetric sensing platform involving screen-printed carbon electrode (SPCE) modified with the nanocomposites composed of multi-walled carbon nanotubes, polyelectrolyte, and tyrosinase for bisphenol A. This is known as an endocrine disruptor which is also related to chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular and female reproductive diseases, precocious puberty, and infertility. A negatively charged oxidized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) wrapped with a positively charged polyelectrolyte, e.g., polydiallyldimethylammonium, was first wrapped with a negatively charged tyrosinae layer via electrostatic interaction and assembled onto oxygen plasma treated SPCE. The nanocomposite modified SPCE was then immersed into different concentrations of bisphenol A for a given time where the tyrosinase reacted with OH group in the bisphenol A to produce the product, 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone). Cyclic and differential pulse voltammetries at the potential of -0.08 V vs. Ag/AgCl was employed and peak current changes responsible to the reduction of 4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone) were measured which linearly increased with respect to the bisphenol A concentration. In addition, the SPCE based sensor showed excellent selectivity toward an interferent agent, bisphenol S, which has a very similar structure. Finally, the sensor was applied to the analysis of bisphenol A present in an environmental sample solution prepared in our laboratory.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.457-457
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• 2011

단일벽 탄소나노튜브(SWNTs)는 직경 및 키랄(chiral)특성에 따라 반도체성 튜브와 금속성 튜브로 구분되며, 작은 직경의 SWNTs는 큰 직경의 튜브에 비하여 일반적으로 기계적 특성이 뛰어나다고 알려져 있다. 따라서, 합성하는 단계에서 SWNTs의 직경 및 chiral 특성의 제어가 가능 하게 된다면 전자소자로의 응용을 한층 앞당길 수 있을 것으로 예상하고 있다. 이와 더불어 SWNTs의 수평배향성장은 SWNTs의 집적(integration)을 용이하게 할 수 있기 때문에 향후 나노전자소자 개발을 목표로 최근 많은 연구결과들이 보고되고 있다. 하지만 현재는 SWNTs가 고밀도로 합성되기 때문에, 우수한 개별 (individual) SWNT의 전기적 특성보다는 집단적(ensemble) 특성을 얻고 있다. 따라서, 합성기판 위에서 개별적인 SWNT를 낮은 밀도로 수평배향 성장하는 일은 향후 나노튜브기반의 고성능 전자소자 개발에 중요한 과제이다. 나아가, 수평배향 성장 된 개별 SWNT의 직경 및 키랄 특성까지 함께 제어할 수 있다면 곧바로 응용에 적용할 수 있는 획기적인 기술이 될 것이다. 본 연구에서는, SWNTs의 수평배향도 및 직경을 제어하여 성장시키는 것을 목표로 하였다. 합성기판은 퀄츠를 이용하였고, 합성촉매로는 나노입자의 밀도를 비교적 쉽게 제어할 수 있고, 균일한 크기를 갖는 페리틴 단백질을 이용하였다. 단분산(monodispersion) 된 촉매 나노입자를 얻기 위해서 스핀코팅 조건과 페리틴 용액농도를 조절하여 퀄츠기판 위에 분산시킨 후, 아르곤 분위기 하에 열처리를 통하여 촉매 나노입자의 크기 감소를 유도하였다. 그 결과 열처리 시간이 증가함에 따라 촉매 나노입자의 크기가 감소하는 것을 알 수 있었고, SWNTs의 직경 또한 감소하는 것을 확인하였다. 또한 퀄츠기판 위에 직경제어 합성 된 수평배향 SWNTs를 다른 기판으로 전사하는 기술을 확립함으로써, 향후 SWNTs기반의 소자 제작기술의 바탕을 마련하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.1
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• pp.115-120
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• 2017

In recent, it is worldwide issued that nanoscale science and technology as a solution have supported to increase the sensing performance in carbon nanotube based biosensor system. Containing material chemistry in various nanostructures has formed their high potentials for stabilizing and activating biocatalyst as a bioreceptor for medical, food contaminants, and environmental detections using electrode modification technologies. Especially, the large surface area provides the attachment of biocatalysts increasing the biocatalyst loading. Therefore, nano-scale engineering of the biocatalysts have been suggested to be the next stage advancement of biosensors. Here, we would like to study the electrical mechanism depending on the exposure methods (soaking or dropping) to the sample solution to the assembled carbon nanotubes (CNTs) on the gold electrodes of biosensor for a simple and highly sensitive detection. We performed various experiments using polar and non-polar solutions as sampling tests and identified electrical response of assembled CNTs in those solutions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.75-75
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• 2010

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 뛰어난 물리적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있어서 다양한 분야의 응용이 기대되어 폭넓은 연구가 진행 되고 있다. 특히 SWNT의 전기적 및 기계적 특성들은 SWNT의 직경 및 뒤틀림도(chirality)에 의해 크게 좌우되기 때문에, 합성하는 단계에서 직경 또는 chirality를 제어에 관한 많은 이론적 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 초기 SWNT의 핵생성 단계에서의 촉매의 거동 및 상호 연관성 등에 관한 실험적인 연구결과들이 속속 보고되고 있는 실정이다. 하지만, 아직도 이에 관한 더욱 다양하고 활발한 연구 접근 및 결과들이 필요한 시점이다. 상기 배경을 바탕으로 본 연구에서는 균일한 직경을 갖는 SWNT의 합성을 위한 기초연구로서 SWNT의 직경과 촉매나노입자의 크기의 상호 연관성에 대해 체계적으로 조사하였다. 우선 SWNT합성을 위한 촉매나노입자를 얻기 위해 페리틴(ferritin)용액의 농도 및 스핀코팅 조건을 변화시킴으로써 기판 위에 분산농도를 제어한 후, 대기 열처리를 통하여 촉매나노입자의 농도를 제어하였다. 나노입자의 평균직경은 4 nm 정도로 비교적 균일하였으며, 고농도의 촉매입자는 SWNT의 다발화(bundling)를 유발하였다. 따라서, SWNT와 나노입자 직경의 상호연관성을 조사하기 위해서는 단분산(monodispersed) 된 나노입자를 이용하였으며, 아르곤 분위기에서 추가적으로 고온($900^{\circ}C$) 열처리를 실시함으로써 나노입자의 크기감소를 도모하였다. 실험결과, 열처리 시간의 증가에 따라 입자크기가 감소함을 확인하였으며, 이는 나노입자의 증발에 의한 것으로 예상된다. 다음으로는 열처리를 통하여 직경이 제어된 나노입자를 이용하여 SWNT를 합성한 후 SWNT와 촉매크기 사이의 크기 관계를 조사하였다. SWNT의 합성은 메탄을 원료가스로 열화학증기증착법을 이용하였고, 합성기판으로는 산화실리콘웨이퍼와 퀄츠기판을 이용하였다. 성장한 SWNT의 직경은 AFM을 이용하여 측정하였으며, 퀄츠기판에 수평배향 성장시킨 SWNT를 3차원 구조의 기판으로 전사(transfer)하여, 라만분석이 용이하도록 하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.35 no.3
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• pp.216-222
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• 2011

A multi-walled carbon nanotube (MWNT) support with dual properties, an ionic property via tetra-amine and unpaired electrons via tri-amine, was prepared by radiation-induced graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA) and the subsequent amination of its epoxy group. The electrochemical microbial biosensor (EMB) was then fabricated by immobilization of a microbe (Alkaligenes spp.) onto the dual property-modified electrode, which was prepared with the mixture of the MWNT support and a $Nafion^{(R)}$ solution on a glass carbon (GC) electrode surface by a hand-casting method. The sensing range of the prepared EMB for phenol in a phosphate buffer solution was 0.005~7.0 mM. The total concentration of phenolic compounds in a commercial red wine was also determined using the EMB.

• 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.

• Polymer(Korea)
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• v.33 no.2
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• pp.97-103
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• 2009

Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE)/functionalized-MWNT hybrid films were prepared by the solution intercalation method, using 4-cumylphenol-MWNT (CP-MWNT) as the functionalized-MWNT. The variation of the thermomechanical properties, morphology, gas permeability, and optical transparency of the hybrid films with CP-MWNT content in the range of 0$\sim$2.00 wt% were examined. The newly synthesized UHMWPE/functionalized-MWNT hybrid films were characterized by using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), and a universal tensile machine (UTM). It was found that the addition of only a small amount of functionalized-MWNT was sufficient to improve the thermomechanical properties of the UHMWPE hybrid films, with maximum enhancement being observed in the CP-MWNT loading in the range 0.50 to 1.00 wt%. The maximum enhancement in the oxygen gas barrier was also found at the functionalized MWNT content of 1.00 wt%. In this work, the thermomechanical properties and gas permeability of the hybrid films were found to be better than those of pure UHMWPE.