• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권12호
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• pp.2905-2908
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• 2009

Immuno-sensing for high accurate and selective sensing was performed by fluorescence spectroscopy and surface plasmon resonance (SPR), respectively. Engineered assembly of two fluorescent quantum dots (QDs) with bovine serum albumin (BSA) and anti-BSA was fabricated in PBS buffer for fluorescence analysis of fluorescence resonance energy transfer (FRET). Furthermore, the same bio-moieties were immobilized on Au plates for SPR analysis. Naturally-driven binding affinity of immuno-moieties induced FRET and plasmon resonance angle shift in the nanoscale sensing system. Interestingly, the sensing ranges were uniquely different in two systems: e.g., SPR spectroscopy was suitable for highly accurate analysis to measure in the range of 10$^{-15{\sim}-10$ng/mL while the QD fluorescent sensing system was relatively lower sensing ranges in 10$^{-10{\sim}-6$ng/mL. However, the QD sensing system was larger than the SPR sensing system in terms of sensing capacity per one specimen. It is, therefore, suggested that a mutual assistance of FRET and SPR combined sensing system would be a potentially promising candidate for high accuracy and reliable in situ sensing system of immune-related diseases.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권5호
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• pp.698-705
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• 2023

Rapid diagnosis of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is essential for guiding clinical treatment and preventing the spread of MRSA infections. Herein, we present a simple and rapid MRSA screening test based on the aggregation effect of mannose-binding lectin (MBL)-conjugated gold nanoparticles (AuNP), called the MRSA probe. Recombinant MBL protein is a member of the lectin family and part of the innate immune system. It can recognize wall teichoic acid (WTA) on the membrane of MRSA more specifically than that of methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA) under optimized salt conditions. Thus, the MRSA probe can selectively bind to MRSA, and the aggregation of the probes on the surface of the target bacteria can be detected and analyzed by the naked eye within 5 min. To demonstrate the suitability of the method for real-world application, we tested 40 clinical S. aureus isolates (including 20 MRSA specimens) and recorded a sensitivity of 100%. In conclusion, the MRSA probe-based screening test with its excellent sensitivity has the potential for successful application in the microbiology laboratory.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.467-474
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• 2007

팔라듐과 금 나노입자 등이 첨착된 높은 비표면적을 갖는 Polyacrylonitrile (PAN)계 활성탄소섬유(ACF: Activated Carbon Fiber)를 제조하였다. 여러 첨착 ACF에 대하여 BET, FE-SEM, TEM, XPS 등으로 비표면적과 기공부피, 미세구조, 시간에 따른 산소관능기의 표면변화를 관찰하였으며 $SO_2$에 대한 흡착성능을 연구하였다. 그 결과 첨착과정으로 인하여 총 기공부피 대비 미세기공 부피는 95.5%에서 30.5~43.7%로 대부분 감소하였으며, 산소관능기의 표면변화는 대기중에서 시간이 경과함에 따라 나노입자보다 금속염의 산소관능기 변화가 컸음을 알 수 있었다. 또한 Au 나노입자와 금속염을 첨착한 ACF의 $SO_2$ 파과시간은 무첨착 ACF에 비하여 크게 변하지 않았으나, 100 ppm의 Pd 나노입자를 첨착한 ACF는 $SO_2$ 파과시간이 880 s로 흡착성능이 우수하였다. 이러한 결과로 볼 때 $SO_2$ 흡착성능은 시간에 따른 산소관능기의 표면 변화와 연관성이 있다고 볼 수 있으며, PAN계 활성탄소섬유에 적정한 농도의 Pd 나노입자 첨착은 촉매작용으로 인하여 $SO_2$ 흡착 성능을 증가시키는 것으로 판단된다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.795-801
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• 2012

가장 널리 이용되고 있는 금속나노입자 중 금과 은을 친환경용매인 RTILs (room temperature ionic liquids)를 이용하여 제조하고자 하였다. 본연구에서는 두 종류의 이온성 액체, 즉 비수용성인 [BMIM][$PF_6$] (1-Butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate)과 수용성인 [BMIM][Cl](1-Buthy-3-methylimdazolium chloride)를 이용하여 리간드로 안정화된 금속 나노입자를 제조하고자 하였다. 이 중 [BMIM][Cl]은 논연구에서 Dupont 등의 방법으로 직접 합성하여 물성 분석 후 사용하였으며, [BMIM][$PF_6$]은 완제품을 구입하여 사용하였다. 금과 은의 나노입자들을 습식으로 제조하는 경우의 Brust et al.[6]의 방법이 널리 알려져 있으며, 본 연구에서도 이를 기초로 하여 나노입자를 제조하였다. [BMIM][$PF_6$]로 나노입자 제조시는 이 용매가 물에 녹지 않으므로 기본적으로는 유기용매 대신 [BMIM][$PF_6$]를 사용하는 것 외에는 Brust 등과 같은 방법제조하였다. [BMIM][Cl]로 나노입자를 제조하는 경우는 이 용매가 수용성이므로 상전이제와 ethanol은 사용하지 않고 입자를 제조하였다. 이렇게 얻어진 나노입자들의 경우 [BMIM][$PF_6$]로 합성한 경우는 FT-IR, UV-vis, TEM 그리고 TGA 분석을 통하여 Brust 등이 합성한 경우와 유사한 결과를 얻었지만, [BMIM][Cl]의 경우는 형태학적으로 다른 나노입자를 얻었다. 기존의 나노입자를 제조하는 과정에서 이용되는 유기용매를 이용하는 방법을 그린용매인 이온성 액체로 대체할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었고, 이온성 액체의 특성에 따라서 형태학적으로 다른 입자를 얻을 수 있었으나, 이 부분은 추후 더 많은 연구가 필요하다.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.164-171
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• 2014

무효소 혈당센서는 높은 선택성과 민감성을 가지고 저비용으로 체내 혈당(glucose)을 검출할 수차세대 기술이다. 현재 시판되고 있는 혈당센서는 당을 산화시켜주는 당산화효소와 전극과 효소사이에 전자 전달을 원활하게 해주는 산화/환원 매개체를 이용하여 효소센서로 제작된다. 그러나 이러한 효소센서는 pH, 온도, 습도, 화학적 독성물질 등에 영향을 많이 받아 안정성이 떨어지고, 제작에 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 위와 같은 단점을 해결하고자 환원제인 당에 의하여 환원되는 니켈 나노입자를 전기화학적 흡착방법을 이용하여 산화 인듐 주석 전극 (ITO)에 고정시켰다. 고정된 니켈 나노입자는 전극의 표면적을 넓혀 신호를 증폭시키는 효과를 가지고 있으며, 당에 의하여 계속적으로 니켈이 환원됨에 따라 전극 반응에서는 촉매산화전류 반응으로 나타낸다. 당의 농도에 따라서 선형적으로 감응 할 수 있는 최적 조건의 니켈 나노입자를 이용하여 혈당센서를 제작하였다. 또한 체내에 존재하는 방해 인자인 아스코브산의 간섭을 억제하기 위해 음이온 고분자의 표면처리를 통하여 상대적으로 당에 선택적으로 감응하도록 하였다. 제작된 전극을 통하여 당 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 650 mV (vs. Ag/AgCl)에서 최대 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~6.15 mM 의 농도범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권5호
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• pp.454-462
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• 2023

금속 나노 입자의 플래시 램프 어닐링 공정은 빠른 가공 속도(밀리초 단위), 저온 공정, 롤투롤 공정과의 호환성 등 이유로 유연한 기판 위에 고성능 전극을 제조하기 위한 강력한 솔루션으로 제공되어 왔다. 그러나 금속 나노 입자[예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등]는 저온 공정을 위한 미세 금속 나노 입자(직경 10 nm 미만)의 제조가 어렵고, 고가이며, 잉크보관 및 플래시 램프 어닐링 과정에서 산화가 발생하는 등의 한계가 존재했다. 이러한 이유로 유기금속화합물 잉크는 금속 나노 입자를 대체할 수 있는 재료로서 저렴한 가격(기존 금속 나노 잉크 대비 1/100의 가격)과 저온 공정성, 높은 재료 안정성으로 인해 제안되었다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기금속화합물의 플래시 램프 어닐링 처리를 통한 유연한 전극의 제조는 광범위하게 연구되지 않고 있다. 본 논문에서는 사전 경험 없이 은 유기금속화합물을 플래시 램프 어닐링하는 과정에서 발생할 수 있는 어려움을 최소화하기 위해 재료 매개변수와 플래시광 처리 매개변수(에너지 밀도, 펄스 지속시간 등)를 고려하여 유연 기판에 전극을 제조하기 위한 최적의 조건을 결정하는 방법을 실험적으로 가이드하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.1.1-1.1
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• 2011

Printed electronics based on the direct writing of solution processable functional materials have been of paramount interest and importance. In this talk, the synthesis of printable inorganic functional materials (conductors and semiconductors) for thin-film transistors (TFTs) and photovoltaic devices, device fabrication based on a printing technique, and specific characteristics of devices are presented. For printable conductor materials, Ag ink is designed to achieve the long-term dispersion stability and good adhesion property on a glass substrate, and Cu ink is sophisticatedly formulated to endow the oxidation stability in air and even aqueous solvent system. The both inks were successfully printed onto either polymer or glass substrate, exhibiting the superior conductivity comparable to that of bulk one. In addition, the organic thin-film transistor based on the printed metal source/drain electrode exhibits the electrical performance comparable to that of a transistor based on a vacuum deposited Au electrode. For printable amorphous oxide semiconductors (AOSs), I introduce the noble ways to resolve the critical problems, a high processing temperature above $400^{\circ}C$ and low mobility of AOSs annealed at a low temperature below $400^{\circ}C$. The dependency of TFT performances on the chemical structure of AOSs is compared and contrasted to clarify which factor should be considered to realize the low temperature annealed, high performance AOSs. For photovoltaic application, CI(G)S nanoparticle ink for solution processable high performance solar cells is presented. By overcoming the critical drawbacks of conventional solution processed CI(G)S absorber layers, the device quality dense CI(G)S layer is obtained, affording 7.3% efficiency CI(G)S photovoltaic device.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권10호
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• pp.2895-2900
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• 2014

We fabricated quantum dot-sensitized solar cells (QDSSCs) using cadmium sulfide (CdS) and cadmium telluride (CdTe) quantum dots (QDs) as sensitizers. A spin coated $TiO_2$ nanoparticle (NP) film on tin-doped indium oxide glass and sputtered Au on fluorine-doped tin oxide glass were used as photo-anode and counter electrode, respectively. CdS QDs were deposited onto the mesoporous $TiO_2$ layer by a successive ionic layer adsorption and reaction method. Pre-synthesized CdTe QDs were deposited onto a layer of CdS QDs using a direct adsorption technique. CdS/CdTe QDSSCs had high light harvesting ability compared with CdS or CdTe QDSSCs. QDSSCs incorporating single-walled carbon nanotubes (SWNTs), sprayed onto the substrate before deposition of the next layer or mixed with $TiO_2$ NPs, mostly exhibited enhanced photo cell efficiency compared with the pristine cell. In particular, a maximum rate increase of 24% was obtained with the solar cell containing a $TiO_2$ layer mixed with SWNTs.

• 농업과학연구
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• 제39권4호
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• pp.613-618
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• 2012

This study was performed to optimize the basic platform of a lateral flow immunoassay. Improvement of the limit of detection (LOD) was evaluated according to the width of a nitrocellulose membrane with varying concentrations of analyte. The analyte, neutravidin was detected based on the avidin-biotin interaction. The antibody-Au nanoparticle conjugation was mostly stabled in a PBS buffer of pH 7.3. The optimal widths of a nitrocellulose membrane were 4 and 6 mm considering the sample flow rate and signal strength of the test line on the membrane. The LOD of neutravidin was 0.001 mg/ml in the optimum conditions.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.30-36
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• 2022

수처리 후 직접 해양으로 배출하는 산업시설 등에서 Hazardous and Noxious Substance (HNS) 농도 변화를 연속 자동 측정하기 위한 센서의 기본적 성능으로 상온에서도 ppb 수준의 검출이 가능한 센서가 필요하다고 판단하여 기존의 센서의 감도를 높이기 위한 방법을 제안하였다. 우선 나노입자 박막에 전도성 탄소계 첨가물을 이용하여 필름의 전도도를 높이는 방법과 촉매 금속을 이용하여 표면에서의 이온 흡착도를 높이는 방법에 대해서 각각 연구하였다. 전도성 개선을 위해서 ITO 나노입자를 활용한 필름에 carbon black을 첨가물로 선택하여, 첨가물 함유량에 따른 센서의 성능변화를 관찰하였다. 그 결과 CB 함량 5 wt% 정도에서 전도성 증가에 의한 저항과 응답시간의 변화를 관찰할 수 있었고, 유기용제를 대상으로 한 실험에서 검출하한은 250 ppb 정도까지 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 액체 중 이온 흡착도를 높이기 위하여 센서 표면에 촉매로 Au를 스퍼터로 제작한 표면 촉매층을 형성한 시료를 이용한 실험에서 센서의 응답은 20% 이상 증가하고 평균 검출하한은 61 ppm까지 낮아지는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 금속산화물 나노입자를 활용한 화학저항형 센서가 상온에서도 수십 ppb 정도의 HNS를 검출할 수 있다는 것을 확인하였다.