• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권2호
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• pp.129-133
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• 2022

This paper describes why we must use graphene materials for solar cells and biosensors. It has been superior in several properties such as super-thin film, higher tensile strength, high current density, high thermal conductivity, and high mobility. Therefore, graphene is one of the emerging advanced materials because of its applicability in various electronic device applications. We investigated the requirements of graphene materials for the application of solar cells and biosensors. In addition, we discussed the research trends such as transducers in biosensors and transparent electrodes in solar cells. The research on graphene materials and their application will be beneficial and helpful for the near future.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.919-926
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• 2022

Fertigation, which has been introduced in agricultural fields since 1990, has been widely practiced in upland fields as well as in plastic film houses as part of the crop production system. In accordance with demands in the agricultural sector, a huge number of scientific studies on fertigation have been conducted worldwide. Moreover, with a combination of advanced technologies such as big-data, machine learning, etc., fertigation is positioned as an indispensable tool to achieve sustainable crop production and to enhance nutrient and water use efficiency. In this review, we focused on providing valuable information in terms of crop production and nutrient/water use efficiency. A variety of fertigation studies have described that enhancement of crop production did not differ relative to conventional method or slightly increased. In contrast, fertigation significantly improved nutrient/water use efficiency, with a reduction in use ranging from 20 to 50%. Water-soluble organic resources such as livestock manure and agricultural byproducts also have been identified as useful resources like chemical fertilizers. Furthermore, the initial irrigation point was generally recommended in a range of -10 - -40 kPa, although the point differed according to the crop and crop growth stage. From this review, we suggest that fertigation, which is closely integrated with advanced technology, could be a leading technology to attain not only food security but also carbon neutrality via improvement of nutrient/water use efficiency.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권1호
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• pp.7-12
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• 2018

본 연구는 아스파라거스의 모의 수출 온도 조건에서 예냉 처리 및 MA 포장이 생체중 감소 및 색 변화와 같은 품질 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 예냉 처리는 공랭식, 수랭식, 그리고 대조구인 예냉 무처리를 두었다. MA 포장은 산소투과도가 $10,000cc{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}{\cdot}atm^{-1}$ OTR 필름을 사용하였고 유공 필름(관행 처리)으로 포장한 대조구를 두었다. 모든 처리는 양구에서 일본의 시모노세키까지 수출 시 모의 유통 온도 조건을 적용하여 $8^{\circ}C$에서 20시간 처리 후 저장 종료일까지 $4^{\circ}C$로 두었다. 아스파라거스의 예냉은 수랭식에서 빠르게 진행되었는데, 반 냉각 시간은 공랭식에서 12분, 수랭식에서 15초였다. 예냉 처리 후 호흡률과 에틸렌 발생률은 수랭식에서 가장 낮았다. 저장 중 생체중 감소율은 관행 저장 예냉 무처리에서 약 11%로 가장 높았고, MA 포장에서는 모든 처리가 0.5% 미만이었다. 포장 내 이산화탄소와 산소 농도는 공랭식과 수랭식에서 아스파라거스의 적정 CA/MA 조건을 유지하였다. 필름 포장 내 에틸렌 농도는 예냉 처리에서 낮았다. 줄기의 경도는 MA 포장의 수랭식에서 가장 낮았다. 외관상 품질, 이취, 그리고 hue angle 값은 MA 포장의 수랭식에서 가장 우수하였다. 본 연구의 결과, 수랭식 및 MA 포장의 복합 처리는 수출 유통 과정에서 품질 유지에 효과가 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.563-575
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• 2006

Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.434-434
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• 2012

Despite recent efforts for fabricating flexible transparent conducting films (TCFs) with low resistance and high transmittance, several obstacles to meet the requirement of flexible displays still remain. Indium tin oxide (ITO) thin films, which have been traditionally used as the TCFs, have a serious obstacle in TCFs applications. SWNTs are the most appropriate materials for conductive films for displays due to their excellent high mechanical strength and electrical conductivity. Recently, it has been demonstrated that acid treatment is an efficient method for surfactant removal. However, the treatment has been reported to destroy most SWNT. In this work, the fabrication by the spraying process of transparent SWNT films and reduction of its sheet resistance by Au-ionic doping treatment on PET substrates is researched. Arc-discharge SWNTs were dispersed in deionized water by adding sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactant and sonicated, followed by the centrifugation. The dispersed SWNT was spray-coated on PET substrate and dried on a hotplate. When the spray process was terminated, the TCF was immersed into deionized water to remove the surfactant and then it was dried on hotplate. The TCF film was then was doped with Au-ionic doping treatment, rinsed with deionized water and dried. The surface morphology of TCF was characterized by field emission scanning electron microscopy. The sheet resistance and optical transmission properties of the TCF were measured with a four-point probe method and a UV-visible spectrometry, respectively. This was confirmed and discussed on the XPS and UPS studies. We show that 87 ${\Omega}/{\Box}$ sheet resistances with 81% transmittance at the wavelength of 550 nm. The changes in electrical and optical conductivity of SWNT film before and after Au-ionic doping treatments were discussed. The effects of hole transport interface layer using Au-ionic doping SWNT on the performance of organic solar cells were investigated.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.138-144
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• 2017

탄소나노튜브(CNT)를 이용하여 신율이 뛰어난 p-DCPD를 지로 사용하여 손상감지용 고분자 필름 센서를 연구하였다. CNT를 수지에 혼합시킬 경우 중합을 방해하여 1차 개환만 진행되었다. CNT 농도에 따른 정적접 촉각을 측정하여 계면의 젖음성을 측정하였다. 높은 신율을 가지는 p-DCPD에 CNT를 혼합시킴으로써 전도성을 확보하였고, CNT 농도에 따른 인장강도 및 전기저항 분산도 평가를 실시하였을 경우 0.5 wt% CNT/p-DCPD 조건이 최적의 조건임을 확인하였다. CNT/p-DCPD 센서의 내구성을 평가하기 위해 동적 피로 실험을 실시하여 인장응력에 따른 전기저항 변화를 평가하였다. 초기 3회 사이클 동안은 전기저항 변화도와 응력간의 결과가 유사한 경향을 나타내었다. CNT/p-DCPD 센서의 활용을 위해 에폭시 기지 표면에 센서를 붙이고 기지 재료의 파괴거동을 확인하였다. 기지 파괴가 발생되기 전에 CNT/p-DCPD 센서의 전기저항 점핑 신호를 관찰할 수 있었다. 이는 기지재료에 발생된 균열에 의해 CNT/p-DCPD 센서와 기지간의 접착 파괴로 발생된 신호이며, 이러한 신호를 이용하여 기지재료의 균열 및 파괴를 예측해 볼 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.207-213
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• 1997

$H^{+}$ 이온에 선택적으로 감응하는 field effect transistor(pH-ISFET)를 바탕소자로 하고, 그 gate 주위에 Ag/AgCl 기준전극을 형성한 다음, 이를 둘러싼 수화젤(hydrogel)막 및 기체투과막의 이중막 구조를 가진 용존이산화탄소($CO_{2(aq)}$) 센서소자를 사진식각(photolithography)법으로 제작하였다. PVA-SbQ 혹은 PVP-PVAc/감광제 형의 광가교형 감광액은 수화젤막 형성에 적합하지 않았으나, 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA) 및 acrylamide를 포함하는 광중합형 감광액을 사용할 경우에는 사진식각법에 의한 수화젤막이 좋은 해상도로 얻어졌다. 기체투과막은 urethane acrylate계 UV-oligomer를 주성분으로 한 감광액을 써서 사진식각법으로 수화젤막위에 형성할 수 있었다. 또한 수화젤막 및 기체투과막을 사진식각법으로 형성할 때 N,N,N',N'-tetramethyl ethplenediamine(TED) 을 $O_{2}$ quencher로서 감광액 중에 도입함으로써 UV 노광시에 polyester film을 부착하는 번거로운 공정을 생략할 수 있음을 알았다. 이렇게 제조된 $pCO_{2}$ 센서는 수용액 중에서 $10^{-3}{\sim}10^{0}\;mol/{\ell}$의 $CO_{2}$ 농도변화에 대하여 직선적인 검정곡선(calibration curve)을 얻을 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.123-132
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• 2016

The importance of energy saving technology for managing greenhouse was recently highlighted. For practical use of energy in greenhouse, it is necessary to simulate energy flow precisely and estimate heating/cooling loads of greenhouse. So the main purpose of this study was to develope and to validate greenhouse energy model and to estimate annual/maximum energy loads using Building Energy Simulation (BES). Field experiments were carried out in a multi-span plastic-film greenhouse in Jeju Island ($33.2^{\circ}N$, $126.3^{\circ}E$) for 2 months. To develop energy model of the greenhouse, a set of sensors was used to measure the greenhouse microclimate such as air temperature, humidity, leaf temperature, solar radiation, carbon dioxide concentration and so on. Moreover, characteristic length of plant leaf, leaf area index and diffuse non-interceptance were utilized to calculate sensible and latent heat exchange of plant. The internal temperature of greenhouse was compared to validate the greenhouse energy model. Developed model provided a good estimation for the internal temperature throughout the experiments period (coefficients of determination > 0.85, index of agreement > 0.92). After the model validation, we used last 10 years weather data to calculate energy loads of greenhouse according to growth stage of greenhouse crop. The tendency of heating/cooling loads change was depends on external weather condition and optimal temperature for growing crops at each stage. In addition, maximum heating/cooling loads of reference greenhouse were estimated to 644,014 and $756,456kJ{\cdot}hr^{-1}$, respectively.

• Tribology and Lubricants
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• 제11권5호
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• pp.128-135
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• 1995

Atomic force microscopy/friction force microscopy (AFM/FFM) techniques are increasingly used for tribological studies of engineering surfaces at scales, ranging from atomic and molecular to microscales. These techniques have been used to study surface roughness, adhesion, friction, scratching/wear, indentation, detection of material transfer, and boundary lubrication and for nanofabrication/nanomachining purposes. Micro/nanotribological studies of single-crystal silicon, natural diamond, magnetic media (magnetic tapes and disks) and magnetic heads have been conducted. Commonly measured roughness parameters are found to be scale dependent, requiring the need of scale-independent fractal parameters to characterize surface roughness. Measurements of atomic-scale friction of a freshly-cleaved highly-oriented pyrolytic graphite exhibited the same periodicity as that of corresponding topography. However, the peaks in friction and those in corresponding topography were displaced relative to each other. Variations in atomic-scale friction and the observed displacement has been explained by the variations in interatomic forces in the normal and lateral directions. Local variation in microscale friction is found to correspond to the local slope suggesting that a ratchet mechanism is responsible for this variation. Directionality in the friction is observed on both micro- and macro scales which results from the surface preparation and anisotropy in surface roughness. Microscale friction is generally found to be smaller than the macrofriction as there is less ploughing contribution in microscale measurements. Microscale friction is load dependent and friction values increase with an increase in the normal load approaching to the macrofriction at contact stresses higher than the hardness of the softer material. Wear rate for single-crystal silicon is approximately constant for various loads and test durations. However, for magnetic disks with a multilayered thin-film structure, the wear of the diamond like carbon overcoat is catastrophic. Breakdown of thin films can be detected with AFM. Evolution of the wear has also been studied using AFM. Wear is found to be initiated at nono scratches. AFM has been modified to obtain load-displacement curves and for nanoindentation hardness measurements with depth of indentation as low as 1 mm. Scratching and indentation on nanoscales are the powerful ways to screen for adhesion and resistance to deformation of ultrathin fdms. Detection of material transfer on a nanoscale is possible with AFM. Boundary lubrication studies and measurement of lubricant-film thichness with a lateral resolution on a nanoscale have been conducted using AFM. Self-assembled monolyers and chemically-bonded lubricant films with a mobile fraction are superior in wear resistance. Finally, AFM has also shown to be useful for nanofabrication/nanomachining. Friction and wear on micro-and nanoscales have been found to be generally smaller compared to that at macroscales. Therefore, micro/nanotribological studies may help def'me the regimes for ultra-low friction and near zero wear.

• 환경생물
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• 제27권2호
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• pp.198-204
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• 2009

우리나라 서울시와 경기도 일대의 토양으로부터 poly(butylene succinate-co-butylene adipate: PBSA)를 분해하는 중온성세균 3주를 분리하였다. 0.01%의 PBSA film이 유일 탄소원으로 첨가된 변형 Sturm test에서 40일간 PBSA의 생분해도는 각 분리균주가 30%, 55% 및 43%를 나타내었으며, 이 중 Bacillus licheniformis PBSA-5의 경우는 PBSA뿐만 아니라 PVA에도 분해 활성을 나타내어 산업적으로 매우 유용하게 사용될 것으로 사료된다. 분리균주에 대한 16S rDNA 염기서열분석 결과로부터 각각 Burkholderia cepacia PBSA-4, Bacillus licheniformis PBSA-5 및 Burkholderia sp. PBSA-6로 동정되었다. 분리균주들의 PBSA 분해 활성은 $27^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났으며, $47^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 분해 활성이 감소하였다. 초기 균 접종량이 $10^{10}cfu\;mL^{-1}$일 때 $10^9cfu\;mL^{-1}$보다 PBSA의 분해 활성이 약 1.2~1.3배 증가하였다. 0.1 및 0.5%의 gelatin, yeast extract 및 ammonium sulfate를 첨가한 경우에 PBSA의 분해 활성이 증가하였는데, 특히 0.1% gelatin의 첨가는 PBSA의 분해 활성을 33% 증진시켰다. 또한 각 분리균주를 단독 배양할 때보다 두 균주를 혼합 배양한 경우는 PBSA의 분해 활성이 약 1.2배~2.1배까지 증진되어 PBSA의 생분해도는 54~68%에 도달하였다.