• 제목/요약/키워드: Covalent Bond

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전자 이동 모델과 산화수 변화 모델에 대한 화학 I 교육과정과 교과서 분석 및 화학교육전공 교사들의 인식 조사 (Analysis of Curriculum and Textbooks of Chemistry I and Survey of Chemistry Education Major Teachers' Conceptions Related to Electron Movement Model and Oxidation Number Change Model)

  • 김기향;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.204-210
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    • 2017
  • 이 연구에서는 2009개정 교육과정 및 화학 I 교과서에 제시된 전자 이동 모델과 산화수 변화 모델의 서술방식을 분석하고, 화학교육전공 교사들을 대상으로 각 모델의 제한 조건에 대한 인식을 알아보았다. 교육과정과 교과서에서는 전자 이동 모델, 산화수 변화 모델을 제시하고 있으나, 각 모델의 제한 조건을 무시한 혼성 모델도 있었다. 혼성 모델은 공유결합 물질의 산화 환원 반응을 전자 이동 모델로 기술하거나 산화수 개념으로 설명하는 경우에도 가상적인 전자 이동과 실제적인 전자 이동을 혼동하게 하는 문제를 가진다. 산화 환원 반응에 대한 화학교육전공 교사들의 인식을 조사하기 위하여 설문지 및 면담을 실시하였다. 연구 결과, 많은 교사들이 각 모델의 제한 조건을 인식하지 못하고 있었으며, 혼성 모델로 인해 산화 환원 반응을 산 염기반응과 구분하는데 어려움을 가지는 것으로 나타났다.

스퍼터링 방법으로 성장시킨 나노구조의 Ga 농도 변화에 따른 형상 변화

  • 김영이;우창호;조형균
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.23.1-23.1
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    • 2009
  • ZnO is of great interest for various technological applications ranging from optoelectronics to chemical sensors because of its superior emission, electronic, and chemical properties. In addition, vertically well-aligned ZnO nanorods on large areas with good optical and structural properties are of special interest for the fabrication of electronic and optical nanodevices. To date, several approaches have been proposed for the growth of one-dimensional (1D) ZnO nanostructunres. Several groups have been reported the MOCVD growth of ZnO nanorods with no metal catalysts at $400^{\circ}C$, and fabricated a well-aligned ZnO nanorod array on a PLD prepared ZnO film by using a catalyst-free method. It has been suggested that the synthesis of ZnO nanowires using a template-less/surfactant-free aqueous method. However, despite being a well-established and cost-effective method of thin film deposition, the use of magnetrons puttering to grow ZnO nanorods has not been reported yet. Additionally,magnetron sputtering has the dvantage of producing highly oriented ZnO film sat a relatively low process temperature. Currently, more effort has been concentrated on the synthesis of 1D ZnO nanostructures doped with various metal elements (Al, In, Ga, etc.) to obtain nanostructures with high quality,improved emission properties, and high conductance in functional oxide semiconductors. Among these dopants, Ga-doped ZnO has demonstrated substantial advantages over Al-doped ZnO, including greater resistant to oxidation. Since the covalent bond length of Ga-O ($1.92\;{\AA}$) is nearly equal to that of Zn-O ($1.97\;{\AA}$), high electron mobility and low electrical resistivity are also expected in the Ga-doped ZnO. In this article, we report the successful growth of Ga-doped ZnO nanorods on c-Sapphire substrate without metal catalysts by magnetrons puttering and our investigations of their structural, optical, and field emission properties.

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희토류 원소 첨가 비정질 찰코지나이드 : 형광 수명과 유리 구조 변화의 관계 (Amorphous Chalcogenide Solids Doped with Rare-Earth Element : Fluorescence Lifetimes and the Glass Structural Changes)

  • 최용규
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권9호
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    • pp.696-702
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    • 2004
  • 찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 원소의 4f 전자 궤도를 구성하는 여기 상태 에너지 준위의 수명은 기지 재료의 단거리 구조 변화뿐만 아니라 중거리 구조 변화에도 매우 민감하다 Pr$^{3+}$ 이온을 첨가한 다양한 조성의 Ge-Sb-Se 계열 찰코지나이드 샘플을 대상으로 Pr$^{3+}$ ($^3$F$_3$, $^3$F$_4$)\$\longrightarrow$$^3$H$_4$천이로부터 발생하는 1.6$\mu\textrm{m}$ 형광의 수명을 측정한 결과, 해당 형광 수명은 mean coordination number가 -2.67이 되는 조성에서 최대 값을 나타내었다. 이는 유리의 구조가 2차원 구조에서 3차원 구조로 전환됨에 따라 희토류 이온의 분포도가 변화하기 때문이며 소위 topological structure 모델과 chemically ordered network모델로써 공유 결합성이 강한 찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 이온의 발광 특성에 대한 해석이 가능하였다. 이러한 결과는 희토류 원소의 분포 및 형광 수명을 단지 찰코지나이드 재료의 성분비만으로 예측할 수 있다는 새로운 관점이 타당함을 의미한다

염료감응형 태양전지의 착색 특성 개선 연구 (A Study on the Improvement of Coloring in Dye-sensitized Solar Cell)

  • 서현웅;김미정;손민규;이경준;홍지태;김희제
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.297-300
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    • 2007
  • In this study, we have attempted a new method to enhance the coloring of dye on the $TiO_2$ surface in the dye sensitized solar cell. In the conventional coloring process in a dye sensitized solar cells, dye is absorbed by the covalent bond between TiO2 and dye molecule while the photo-electrode coated with $TiO_2$ layer is soaked in dye solution for about 12-24 hours. But this process takes long time, so we have researched more effective and faster way than the conventional process by applying electric field. Three kinds of electric power such as direct voltage, alternating voltage and pulse voltage were applied to the transparent conducting oxide during the coloring process. As a result, we achieved improved power, fill factor and efficiency of dye-sensitized solar cell in case of applying direct voltage and pulse voltage. In contrast, alternating voltage tend to reduce the dye adsorption on the $TiO_2$ surface and hence the efficiency. We measured the absorption spectra of dye by UV-VIS spectrophotometer before and after soaking the $TiO_2$ in the dye and found no characteristic change in the dye was observed. In this study, we researched on shortening time of coloring process which spent much time in the whole process.

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관능기화 메조포러스 실리카를 이용한 파라자일렌 흡착 특성 (Characteristics of p-Xylene Adsorption using Functionalized Mesoporous Silica)

  • 김상현;박종훈;강석태;정재우;김수홍;조윤철;이채영
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.27-31
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    • 2012
  • 본 연구에서는 지하수 내의 BTEX 제거를 위한 흡착제로서 다양한 관능기화 메조포러스 실리카를 검토하였다. BTEX 물질로는 파라자일렌이 사용되었다. 관능기화 메조포러스 실리카는 공중합을 통해 MCM-41 기반 구조에 모노아민, 트리아민, 니트릴, 페닐, 옥틸기를 부착하여 합성되었다. 관능기화 메조포러스 실리카에서 파라자일렌 흡착 부위로 작용하는 부위는 Si-O-Si 결합, 계면활성제, 관능기인 것으로 사료된다. 관능기화 메조포러스 실리카의 자일렌 흡착능을 비교한 결과, 옥틸기를 부착한 경우에 MCM-41에 비해 자일렌 흡착능이 향상되었으며, 계면활성제로는 stearyltrimethylammonium chloride(STMACl)가 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)에 비해 우수하였다. MCM-41을 기본 구조로, 옥틸기를 관능기로, STMACl을 계면활성제로 사용한 메조포러스 실리카는 $20^{\circ}C$에서 Langmuir model 상에서 최대 4.17 mmol/g의 최대 흡착량을 가질 것으로 평가되었으며, 이는 MCM-41에 비해 약 2.9배 높은 수치였다.

DV-Xα분자궤도법을 이용한 Zn alloy의 기계적 성질 예측 (A study on the prediction of the mechanical properties of Zinc alloys using DV-Xα Molecular Orbital Method)

  • 나혜성;공종판;김양수;강정윤
    • 한국재료학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.250-255
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    • 2007
  • The alloying effects on the electronic structures of Zinc are investigated using the relativistic $DV-X{\alpha}molecular$ orbital method in order to obtain useful information for alloy design. A new parameter which is the d obital energy level(Md) and the bonder order(Bo) of alloying elements in Zinc was introduced and used for prediction of the mechanical properties. The Md correlated with the atomic radius and the electronegativity of elements. The Bo is a measure of the strength of the covalent bond between M and X atoms. First-principles calculations of electronic structures were performed with a series of models composed of a MZn18 cluster and the electronic states were calculated by the discrete variational- $X{\alpha}method$ by using the program code SCAT. The central Zinc atom(M) in the cluster was replaced by various alloying elements. In this study energy level structures of pure Zinc and alloyed Zinc were calculated. From calculated results of energy level structures in MZn18 cluster, We found Md and Bo values for various elements of Zn. In this work, Md and Bo values correlated to the tensile strength for the Zn. These results will give some guide to design of zinc based alloys for high temperature applications and it is possible the excellent alloys design.

코치닐 염색시(染色時) Chitosan 처리포(處理布)의 매염순서(媒染順序)에 따른 차이(差異)에 관(關)하여 (A Study on the Dyeing Characteristics in Cochineal Dyeing of Chitosan-treated Fabrics according to the Sequence of Mordanting Procedure)

  • 전동원;김종준;권혜진
    • 패션비즈니스
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    • 제7권5호
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    • pp.83-100
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    • 2003
  • It has been known that the chitosan pre-treated fabrics can be dyed without the aid of mordanting process. It is due to the fact that chitosan treatment increases the dye uptake. However, the effect of chitosan on the dyeing mechanism has not been elucidated thus far. Following explanations have been presented regrading the action of the chitosan on the dyeing mechanisms: 1. Chitosan absorbs dyestuffs and facilitates dyeing since the chitosan itself has a good affinity toward dyestuffs. 2. Chitosan acts as a metallic mordant between the fiber molecule and dyestuff. 3. Fiber molecules and chitosan form a coordinate covalent bond. This study aims the quantitative investigation on the effect of the chitosan and the effect of sequence of the mordanting, pre-mordanting or post-mordanting, on the dyeing of the fabrics. Cotton fabrics and acylic fabrics were pre-treated with chitosan before dyeing with cochineal dyestuffs. Method 1: Fabrics were, firstly, mordanted with Al, Sn, Cu, and Fe; mordanted fabrics were, secondly, treated with chitosan; mordanted and chitosan-treated fabrics were, thirdly, dyed. Method 2: Fabrics were, firstly, treated with chitosan; chitosan-treated fabrics were, secondly, mordanted with Al, Sn, Cu, and Fe; these were dyed then. Method 2 gave distinguished specific color development with darker shade. Apart from this, chitosan-treated fabrics yielded darker shade compared to the pre-mordanted fabrics without chitosan-treatment.

Clostridium butyricum 유래 Thiolase의 입체구조규명 연구 (Crystal Structure of Thiolase from Clostridium butyricum)

  • 김언정;김경진
    • 생명과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.353-358
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    • 2016
  • Thiolase는 두 분자의 acetyl-CoA를 중합하여 acetoacetyl-CoA를 생산하는 효소이다. 우리는 Clostridium butyricum 유래 thiolase (CbTHL)를 대장균에서 발현하고, 대량으로 정제하여 결정화에 성공하였다. 성장된 결정을 이용하여 엑스선회절 데이터를 획득하였으며, 3차원 입체구조를 2.0 Å으로 규명하였다. 전체적인 구조는 C. acetobutylicum 유래 thiolase (CaTHL)와 같은 type II biosynthetic thiolase와 매우 유사하다는 것을 확인하였다. CbTHL 구조를 CaTHL/CoA 복합체구조와 겹치기를 함으로써 활성화 잔기와 기질결합에 관여하는 잔기를 밝혀낼 수 있었다. CbTHL의 활성화부위는 3개의 잘 보존된 잔기인 Cys88, His349, Cys379로 구성되어 있으며, 이들 잔기는 각각, 공유결합친핵체, 일반염기, 2번째 친핵체의 역할을 하는 것으로 보인다. CbTHL에서 기질결합은, β-mercaptoethyamine과 pantothenic acid 부위는 타 thiolase와 매우 유사한 방법으로 안정화 되지만, ADP 부분은 타 thiolase와는 달리 매우 특이적인 잔기들을 사용한다. CbTHL 구조에서 가장 특징적인 것은 본 단백질이 가역적 이황화결합을 매개로 산화환원스위치를 통하여 그 활성을 조절한다는 것이다.

Eugenol과 safrole을 부가한 chitosan 유도체 합성 (A Study on the Synthesis of Eugenolchitosan and Safrolechitosan)

  • 김제중;정병옥;장판식;박동기
    • 한국식품과학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.398-402
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    • 2004
  • 신소재로 각광 받고 있는 chitosan의 낮은 수용성을 극복하기 위하여 chitosan 유도체인 safrolechitosan(SaCs) 및 eugenolchitosan(EuCs)을 제조하고, Ubbelohde 점도계를 사용하여 이들의 점도평균분자량을 측정한 결과, chitosan 및 chitosan유도체인 EuCs와 SaCs의 경우 각각 $1.2{\times}10^{5}\;Da,\;7.8{\times}10^{5}\;Da$$7.5{\times}10^{5}\;Da$인 것으로 확인되었다. Chitosan과 chitosan유도체의 구조분석을 위한 IR spectrum에서 SaCs의 경우, safrole의 공유결합에 의한 chitosan내 amine기와의 반응으로 인하여 순수 chitosau보다 amide II 흡수띠가 $1,553cm^{-1}$으로 이동함을 알 수 있었는데, 이것은 chitosan내의 1차 amine기와 safrole의 이중결합이 반응하여 공유결합을 형성함으로써 흡수띠의 이동현상이 나타난 결과이다. 또한, safrole이 반응하면서 safrole내의 vinyl기를 의미하는 특징적인 peak인 C=C 및 $H_{2}C=$$1,611cm^{-1}$$1,442cm^{-1}$에서의 흡수띠가 사라졌으며, EuCs의 경우에도 반응물질로 사용된 eugenol내의 vinyl기를 나타내는 $1,612cm^{-1}$$1,434cm^{-1}$에서의 흡수띠가 사라짐을 확인하였다. 또한 $^{1}H-NMR\;spectrum$을 확인한 결과, 합성유도체의 경우 safrole과 eugenol 간량체의 5.7-6.0ppm에서 나타난 이중결합($H_{2}C=CH-$) peak가 사라지고, SaCs는 2.1-2.2ppm에서, 그리고 EuCs는 1.9와 2.2ppm에서 단일결합($-CH_{2}-CH_{2}-$)의 peak가 생성됨을 알 수 있었으며, safrole과 eugenol이 chitosan에 그라프트된 후 safrole과 eugenol의 영향으로 chitosan내의 $H_{3}-H_{6}$의 수소 숫자가 상대적으로 감소하여 3.1-3.9ppm에서 나타나는 peak의 크기가 작아짐도 확인하였다. 이상의 결과들을 종합해 볼때, SaCs 및 EuCs를 합성하기 위한 그라프트 반응이 정상적으로 일어났음을 알 수 있었다.

나일론과 양모/산성염료계에 대한 계면동전위적 연구 (Electrokinetic Studies on Nylon and Wool/Acid Dye System)

  • 박병기;김진우;김찬영
    • 한국염색가공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.19-25
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    • 1989
  • In past, dye diffusion and dyeing rate in fibers have been emphasized in dyeing phenomena. However, in the light of the properties of colloids in the surface of disperse phase and dispersion, there exist specific characters such as adsorption or electric double layer, which seems to play important roles in determining the physiochemical properties in the dyeing system. Electrostatic bonding, hydrogen bonding and Van der Waals adsorption are common in dyeing as well as covalent bonding. Particularly, electrostatic bonding is premised on the existance of ionic radicals in fibers. The present study was aimed to clarify the electrokinetic phenomena of dyeing through the role of electric double layer by ion in amphoteric fibers with different ionic effects under different pH. Spectrophotometric analysis method was used to compare dyeing condition of surface, which can be detected by electrokinetic phenomena and the inner of fibers after deceleration of dyed fibers. Nylon and wool, the typical amphoteric fibers were dyed with monoazo acid dyes such as C.I. Acid Orange 20, and C.I. Acid Orange 10. Various combinations were prepared by combining pH, temperature and dye concentration, in order to generate streaming electric potential which were measured by microvolt meter and specific conductivity meter. The results were transformed to zeta potential by Helmholtz-Smoluchowski formular and to surface electric charge density by Suzawa formular, surface dye amount, and effective surface area of fibers. The amount of dyes of inner fibers were also measured by the Lambert-Beer’s law. The main results obtained are as follows. 1. By measuring zeta pontential, it was possible to detect the dyeing mechanism, surface charge density, surface dye amount and effective surface area concerning dye adsorption of the amphoteric fibers. 2. Zeta pontential increases in negative at low pH and high dye concentration in the process of dyeing. This implied that there existed ionic bond formation in the dyeing mechanism between acid dyes and amphoteric fibers. 3. Dibasic acid dye had little changing rate in zeta potential due to the difference in solubility of dye and in number of dissociated ions per dye molecule to bond with amino radicals of amphoteric fibers. The dye adsorption of mono basic acid dye was higher than that of dibasic acid dye. 4. The effective surface areas concerning dyeing were $6.3E+05\;cm^2/g$ in nylon, $1.6E+07\;cm^2/g$ in wool fiber being higher order of wool then nylon.

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