• Clean Technology
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• v.16 no.3
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• pp.213-219
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• 2010

Vortex tube is the device that can separate small particles from the compressed gas, as well as compressed gas into hot and cold gas. Due to energy and particle separation ability, a vortex tube can be used as the main component of the $CO_2$ absorption device. In this study, experimental approach has been performed to analyze the energy separation characteristics of the vortex tube. To obtain the preliminary design data, energy separation characteristics of the vortex tube has been tested for orifice diameter, nozzle area ratio, and tube length. As a result, the orifice diameter is the major factor of the vortex tube design. The nozzle area ratio and tube length have a minor effect on the energy separation performance. For Dc=0.6D, AR=0.14~0.16, and L=16D, maximum energy separation has been occurred. The result from this study can be used as the basic design data of the $100Nm^3$/hr class vortex tube applied to the $CO_2$ absorption device. Compared with the $CO_2$ absorption process containing an absorption tower, the process with a vortex tube is expected to have a huge advantage of saving the installation space and the operating cost.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.161-161
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• 2004

AC 이중전기영동(AC electrophoresis)의 원리를 이용하여 탄소나노튜브 팁 제작용 탄소나노튜브 시편의 기초 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 방법은, 끝이 뽀족한 다수의 팁(tip)에 탄소나노튜브를 비교적 균일하게 부착시킬 수 있는 공정의 기반이 된다. 이것은 탄소나노튜브를 이용한 나노팁(nano-tip)이나 탄소나노튜브 나노그리퍼(nanogripper) 제작 공정에 균일성을 확보할 수 있는 중요한 방법으로 활용될 수 있다. 탄소나노튜브 시편의 제작을 위해, 끝단이 곡률반경이 50nm 정도인 텅스텐 팁과 직경 1.5mm, 깊이 1.5mm의 실린더형 금속전극을 사용했다.(중략)

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.615-615
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.8
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• pp.684-691
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• 2015

A sudden increase in combustion pressure is observed in the ducted rocket combustion test equipped with pipe shaped and converging nozzle exhaust tubes. This study aims to understand the physical mechanism of abrupt change in combustion pressure using thermal choking in the exhaust tube. Results confirmed that the thermal choking of the flow inside the exhaust tube was responsible for the sudden increase in combustion pressure. Also, high pressure exponent of solid propellants is critical sensitive to the occurrence of thermal choking exhaust pipe. Additionally, numerical simulation showed that the sudden increase in combustion pressure was less possible in diverging pipe because thermal choking is more reluctant to occur.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.05a
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• pp.180-183
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• 2008

탄소 나노 튜브(CNT)들로 구성된 다중벽 탄소 나노튜브 진동은 분자사이의 역학적인 시뮬레이션에 의해 조사되었다. 그 결과는, 벽간의 결합이 주파수 분할을 이끌고 세개의 주파수 제너레이터로써의 2차 함수 벽, 5차 벽, 6차벽으로 된 오실레이터와 직경으로부터 독립적인 적합성 제안을 위해 지속적인 세개의 정점이 있다는것을 보여준다. 더욱이 적어도 MWCNT 진동의 초기의 주파수중 하나는 이중벽진동의 초기주파수보다 낮다.

• ICROS
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• v.8 no.6
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• pp.23-25
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• 2002

이 논문은 탄소나노튜브의 전자소자 응용이라는 관점에서 최근의 연구동향과 실제적으로 응용이 되기 위해서 해결해야 할 이슈들을 정리하고자 하였다. 탄소나노튜브가 고해상도 투과전자현미경 1991년도에 발견된 이래로, 그 특유의 뛰어난 특성과 잠재되어있는 차세대 소자로서의 응용가능성으로 인하여 큰 주목을 받고 있는 실정이다 [1]. 93년에 수집 편에 불과하던 논문발표 건수가 2001년에는 1500 여편에 달하고 있으며 특허건수만 해도 2100여건에 달하고 있다 [2]. 탄소나노튜브는 수 nm~수백nm의 직경과 함께 내부의 빈 공간을 지니는 1차원의 튜브형태로서, 성장되는 구조에 따라서 금속성, 반도체성을 지니게 된다 [3,4]. 우수한 열전도성, 전자수송능력, 기계적 특성으로 이를 이용한 차세대소자 nanoelectronics [5], fileld emission display [6], hydrogen storage, fuel cell [7], supercapacitors [8], gas sensors [9] 및 STM 탐침으로서 그 응용이 기대 되어진다. 특히 이 논문에서는 나노튜브의 응용과 소자를 실현화하기 위해서 해결해야 할 이슈들과 기능 소자로서의 응용 현황을 중점적으로 살펴보고 그 연구 방향을 제언하고자 한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.46 no.3
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• pp.242-251
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• 2002

We report the synthesis and characterization of the perovskite nanotubes made by sol-gel template syn-thesis.Both lead titanate (PbTiO3 : PT), lead zirconate (PbZrO3 : PZ) and lead zirconium titanate (PbZrO3 -PbTiO3 : PZT) solid solution nanotubes were prepared with a chelate sol-gel of titanium isopropoxide (Ti(OPri)4 ), zirconium tet-rabutoxide (Zr(OBu)4 ) and the respective lead acetate (Pb(OAc)2 -3H2O). WhatmanRanodisc membranes, with a 200nm pore size, served as the template. After the removal of the template in the 6M-NaOH, scanning electron microscopy shows that the shapes formed are 200 nm outer diameter tubes with 50mm lengths. Transmission electron microscopy and electron diffraction reveal that the tubes are polycrystalline. The PT nanotubes so far have shown an anomalous transition temperature, 234.4$^{\circ}C$ as measured by DSC with a small particle size, 15.4 nm determined by X-ray analysis with the aid of Scherrer's equation.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.5
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• pp.473-480
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• 2008

We have investigated the optimal growth conditions of carbon nanotubes (CNTs) using the chemical vapor deposition and the Ni nanoparticle arrays. The diameter of the CNT is shown to be controlled down to below 20 nm by changing the size of Ni particle. The position and size of Ni particles are controlled continuously by using wafer-scale compatible methods such as lithography, ion-milling, and chemical etching. Using optimal growth conditions of temperature, carbon feedstock, and carrier gases, we have demonstrated that an individual CNT can be grown from each Ni nanoparticle with almost 100% probability over wide area of $SiO_2/Si$ wafer. The position, diameter, and wall thickness of the CNT are shown to be controlled by adjusting the growth conditions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.569-569
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• 2012

탄소나노튜브(carbon nanotubes)의 우수한 전기적, 물리적 특성으로 인해 트랜지스터, 태양전지, 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 다양한 분야에서 이를 응용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 흥미롭게도 탄소나노튜브는 구조적인 특성 (직경, 밀도, 벽의 수)에 따라 각기 다른 비표면적, 열 전도성, 전기 전도성, 접촉각, 전계방출 특성을 지닌다고 보고되고 있다. 따라서 다양한 분야의 응용을 위해서는 구조적인 특성 제어가 핵심적인 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 하였다. 합성과정에서 압력의 변화가 탄소나노튜브의 밀도와 길이에 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였고, 이러한 현상을 이해하기 위해 두 가지의 가능성을 고려하였다. 첫째는 압력의 변화에 따른 촉매의 형성 변화 가능성이며, 둘째는 탄화수소가스의 유입양의 변화에 따른 영향이다. 분석 결과, 동일한 압력에서 탄화수소가스의 부분압을 변화시켜 실험한 결과로부터 탄화수소의 유입양의 변화가 합성된 탄소나노튜브의 밀도에 큰 영향을 미치고 밀도가 높은 경우 길이가 긴 탄소나노튜브가 합성되는 것을 확인할 수 있었다.