Highly safe lithium-ion batteries (LIBs) are required for large-scale applications such as electrical vehicles and energy storage systems. A highly stable cathode is essential for the development of safe LIBs. LiFePO4 is one of the most stable cathodes because of its stable structure and strong bonding between P and O. However, it has a lower energy density than lithium transition metal oxides. To investigate the high energy density of phosphate materials, vanadium phosphates were investigated. Vanadium enables multiple redox reactions as well as high redox potentials. LiVPO4O has two redox reactions (V5+/V4+/V3+) but low electrochemical activity. In this study, LiVPO4O is doped with fluorine to improve its electrochemical activity and increase its operational redox potential. With increasing fluorine content in LiVPO4O1-xFx, the local vanadium structure changed as the vanadium oxidation state changed. In addition, the operating potential increased with increasing fluorine content. Thus, it was confirmed that fluorine doping leads to a strong inductive effect and high operating voltage, which helps improve the energy density of the cathode materials.
There has been increasing demand for real-time monitoring of body and ambient temperatures using wearable devices. Graphene-based thermistors have been developed for high-performance flexible temperature sensors. In this study, the temperature coefficient of resistance (TCR) of monolayer graphene was controlled by coating polyethylenimine (PEI) on graphene surfaces to enhance its temperature-sensing performances. Monolayer graphene grown by chemical vapor deposition (CVD) was wet-transferred onto a target substrate. To facilitate the interfacial doping by PEI, the hydrophobic graphene surface was altered to be hydrophilic by oxygen plasma treatments while minimizing defect generation. The effect of PEI doping on graphene was confirmed using a back-gated field-effect transistor (FET). The CVD-grown monolayer graphene coated with PEI exhibited an improved TCR of -0.49(±0.03) %/K in a temperature range of 30~50℃.
Atherosclerosis, a disease with high morbidity and mortality worldwide, is a chronic inflammatory disease that is a major cause of cardiovascular diseases such as stroke and myocardial infarction. Atherosclerosis is characterized by the accumulation of lipid deposits in the arteries, forming atheromas. This leads to the narrowing of the arteries and thrombosis. Recently, the need to develop bio-derived anti-atherosclerotic materials has been highlighted with concerns about the side effects of synthetic therapeutics. Accordingly, related research (such as the discovery of biomaterials for the improvement and treatment of atherosclerosis and the identification of mechanisms) has been actively conducted. Biomaterials including polysaccharides, polyphenols, and coenzyme Q10 have been reported to inhibit or delay symptoms by modulating factors involved in the development of atherosclerosis. For biomaterials with superior activity, in vivo anti-atherosclerotic activity has been confirmed. In this review, the pathogenesis of atherosclerosis was investigated, and the current status and application prospects of biomaterials with anti-atherosclerotic activity were proposed.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.10
no.1
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pp.363-368
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2024
Steel structures used in marine environments, such as ships, offshore structures or sub-structures in wind power generation facilities are prone to corrosion. In this study, the corrosion fatigue crack propagation characteristics due to the environmental load are examined by experiment at -1050 mV vs. SCE, which is equivalent to the anti-corrosion potential of zinc anodes that are widely used as sacrificial anodes. In this study, for this purpose, an experimental study is conducted on the effect of cathodic protection on the propagation of fatigue cracks in the seawater environment under the condition of -1050 mV vs. SCE, considering the wave period in synthetic seawater. Cathodic protection prevents corrosion; however, excessive protection generates hydrogen through chemical reactions as well as calcareous deposits. The fatigue crack propagation rate appeared to be faster than the rate in a seawater corrosion environment at the early stages of the experiment. As the crack length and stress intensity factor K increased, the crack propagation rate became slower than the fatigue crack propagation rate in seawater. However, the crack growth rate was faster than that in the atmosphere.
Fe2O3 nanoparticles with the mixed structure of cubic and nanorod were synthesized by precipitation, hydrothermal, sol-gel method, etching process and heat treatment. Fe2O3/TiO2 core-shell (CS) of type Fe2O3@TiO2 composite was fabricated on a 20 nm nanolayer of TiO2 coated on the surface of Fe2O3 nanoparticles. Fe2O3/TiO2 yolk-shell (YS) composite was prepared by chemical etching and heat treatment of Fe2O3/TiO2 CS nanoparticles. Physical properties of Fe2O3, Fe2O3@TiO2 CS and Fe2O3@TiO2 YS nanoparticles were characterized by FE-SEM, HR-TEM and X-ray diffraction. The solar reflectance, commission internationale de l'Elcairage (CIE) color coordinate and heat shield temperatures of Fe2O3, CS and YS type Fe2O3@TiO2 pigments filled with poly acrylate (PA) paints were investigated by UV-Vis-NIR spectrometer and homemade heat shield temperature measuring device. The Fe2O3@TiO2 YS red pigment filled PA composite exhibited excellent near infrared light reflecting performance and also reduced the heat shield temperature of 13 ℃ than that of Fe2O3 filled counterparts.
Photoelectrochemical water splitting has been considered as the most promising technology for generating hydrogen energy. Transition metal dichalcogenide (TMD) compounds have currently attracted tremendous attention due to their outstanding ability towards the catalytic water-splitting hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we report the synthesis method of various transition metal dichalcogenide including MoS2, MoSe2, WS2, and WSe2 nanosheets as excellent catalysts for solar-driven photoelectrochemical (PEC) hydrogen evolution. Photocathodes were fabricated by growing the nanosheets directly onto Si nanowire (NW) arrays, with a thickness of 20 nm. The metal ion layers were formed by soaking the metal chloride ethanol solution and subsequent sulfurization or selenization produced the transition metal chalcogenide. They all exhibit excellent PEC performance in 0.5 M H2SO4; the photocurrent reaches to 20 mA cm-2 (at 0 V vs. RHE) and the onset potential is 0.2 V under AM1.5 condition. The quantum efficiency of hydrogen generation is avg. 90%. The stability of MoS2 and MoSe2 is 90% for 3h, which is higher than that (80%) of WS2 and WSe2. Detailed structure analysis using X-ray photoelectron spectroscopy for before/after HER reveals that the Si-WS2 and Si-WSe2 experience more oxidation of Si NWs than Si-MoS2 and Si-MoSe2. This can be explained by the less protection of Si NW surface by their flake shape morphology. The high catalytic activity of TMDs should be the main cause of this enhanced PEC performance, promising efficient water-splitting Si-based PEC cells.
In this research, the preparation processes for making a series of $\omega$-mercapto alkylamine 1 and $\omega$-mercapto alkanoic acid 2 useful for studying of the self-assembled monolayer(SAM) are described. The preparation methods of the first goal materials, $\omega$-mercapto alkylamines 1 were carried out as follows: First, $\omega$-phthalimide alkanol 3 was synthesized from commercially available potassium phthalimide derivatives and $\omega$-bromoalkanol in DMF at $80{^{\circ}C}$ via substitution reaction. After refluxing $\omega$-phthalimide alkanol 3 with hydrazine hydrate in ethanol followed by treating with c-HCl, $\omega$-aminoalkanol 4 was obtained in 76-98% yield, accompanied with side-product 5. Bromination of hydroxyl moiety of $\omega$-aminoalkanol 4 using aqueous hydrobromic acid furnished $\omega$-bromoamine 6 in 34-97% yields. Substitution reaction 6 with thiourea in 95% ethanol gave $\omega$-aminoalkanthiuronium 7, which was treated with aqueous strong base and aqueous strong sulfuric acid gave desired products, $\omega$-mercapto alkylamines 1 through overall 5 steps. The second target material, $\omega$-mercapto alkanoic acid 2 was prepared via 2 steps. $\omega$-bromo alkanoic acid was reacted with thiourea to give $\omega$-thiourea alkanoic acid 7 in 69-85%, which was treated with aqueous strong base and strong acid to furnish $\omega$-mercapto alkanoic acid 2 in 50-98%. The fabricated long-chain alkylthiol(LCAT) can be used as linkers to immobilize protein, enzyme and various kinds of biomolecules on the surface of metallic materials(Au, Pt, Ti) by SAM, and can be useful chemical tools for the application study on the surface modification of metallic materials.
Hectorite was synthesized under hydrothermal conditions and its physicochemical properties have been investigated in terms of temperature, pH, and organic agent to observe the change of doll basal spacing. The IR, CEC, MB, swelling volume and specific surface area of the hectorite were measured for the characterization. The solid/liquid ratio of hectorite to distilled water before mixing with other materials was also determined for its use as a multi-functional material. The $d_{001}$ basal spacing decreased from $12.63\;\AA$ at room temperature to $10.19\;\AA$ at $650^{\circ}C$ in the heating tests. As the pH of hectorite slurry increased. the $d_{001}$ basal spacing decreased. reaching the lowest value of $13.33\;\AA$ at pH 7 and afterward, increased. All the fool basal spacings of the hectorite increased when it was intercalated with the following solvents: $12.86\;\AA$ in diethyl ether, $13.31\;\AA$ in acetonitrile. $13.59\;\AA$ in methanol, $14.05\;\AA$ in ethanol, $15.69\;\AA$ in acetone, and $17.42\;\AA$ in ethylene glycol. Our IR analysis results were in good agreement with those of other researchers. The CEC, MB, swelling volume and specific surface area of hectorite were determined to be 105 cmol/kg, 80 cmol/kg, $68\sim74ml/2g$ and $213m^{2}/g$, respectively. Also, the hectorite to distilled water ratio of 2 to 100 was found to be most favorable for mixing with other materials such as the solvents mentioned above.
CLA was chemically synthesized by alkaline isomerization method using corn oil. CLA-TG was synthesized by chemical reaction using sodium methoxide. For the control, 10% of back fat among the total component was only added without the annex of CLA-TG. For the first treatment, 5% of CLA-TG among the lard component added into the press ham was replaced. For the 2nd, 3rd and 4rd treatments, 10%, 15% and 20% of CLA-TG was respectively replaced. Manufacture press ham using CLA-TG were vacuum packaged and then stored during 1, 7, 14, 21 and 28 days at 4℃. Samples were analyzed for shear force value, sensory evaluation, TBARS, fatty acid composition and CLA content. Shear force value of control was significantly higher than that of CLA-TG treatment groups(P<0.05). All treatments were increased by the passage of storage time. No remarkable differences were found in sensory properties among control and CLA-TG treatment groups. CLA-TG treatment groups showed significantly(P<0.05) lower TBARS value than the control. TBARS value was increased significantly during storage in all treatment. In the change of fatty acid composition, the contents of C14:0~C20:4 were decreased significantly by CLA-TG additive. Whereas the increase level of CLA-TG additive resulted in the significantly higher unsaturated fatty acid and CLA content. Summing up the a forementioned results, press ham manufacturing with CLA-TG additive was not affected in sensory evaluation. Also, it may be assumed that the high quality press ham can be manufactured with the extent of storage period and CLA accumulation.
The FTS(Fischer-Tropsch synthesis) was carried out over precipitated iron-based catalysts with or without $SiO_2$ in a fixed-bed reactor at $250^{\circ}C$ and 1.5 MPa. The catalysts with $SiO_2$ showed much higher catalytic activity for the FTS than those without $SiO_2$, displaying excellent stability during 144 h of reaction. The X-ray diffraction and $N_2$ physisorption revealed that the catalysts with $SiO_2$ showed enhanced dispersion of $Fe_2O_3$ compared with those without $SiO_2$. Also, the results of temperature-programmed reduction by $H_2$ showed that the addition of $SiO_2$ markedly promoted the reduction of $Fe_2O_3$ into $Fe_3O_4$ and FeO at low temperatures below $260^{\circ}C$. In contrast, surface basicity of the catalysts, which was analyzed by temperature-programmed desorption of $CO_2$, decreased as a result of $SiO_2$ addition. We attribute the high and stable performance of the catalysts with $SiO_2$ to the improved dispersion and reducibility by the $SiO_2$ addition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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