• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.306-313
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• 2014

나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.21-25
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• 2004

용존수소와 과산화수소의 전기화학 거동을 백금 디스크 전극을 사용하여 정전위 분극법으로 $25^{\circ}C$와 $200^{\circ}C$붕산수용액에서 측정하였다. $25^{\circ}C$에서 용존수소의 산화반응은 전극표면에서의 전자전달속도에 의존하는 반응속도론적 지배반응이었다. 그러나 온도가 올라감에 따라 용존수소의 전기화학 거동은 반응속도론적 지배반응에서 확산지배반응으로 변하였다. 고온 용존수소 조건에서 한 가지 주목할 만한 사실은 물의 산화가 시작되는 직전 전위에서 용존수소의 산화반응이 급격히 줄어드는 특이한 전위영역이 관찰되었다는 점이다. 이 현상은 백금 전극표면에 수산화이온의 흡착에 기인한 것으로 생각된다. 반면에 과산화수소의 경우. 온도가 증가함에 따라 증가하는 확산계수로 인한 전류밀도의 증가를 제외하고는 온도에 따른 전극반응의 명백한 변화는 보이지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.87-87
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• 2010

Photoelectrochemical (PEC) systems are promising methods of producing H2 gas using solar energy in an aqueous solution. The photoelectrochemical properties of numerous metal oxides have been studied. Among them, the PEC systems based on TiO2 have been extensively studied. However, the drawback of a PEC system with TiO2 is that only ultraviolet (UV) light can be absorbed because of its large band gap (3.2 - 3.4 eV). Two approaches have been introduced in order to use PEC cells in the visible light region. The first method includes doping impurities, such as nitrogen, into TiO2, and this technique has been extensively studied in an attempt to narrow the band gap. In comparison, research on the second method, which includes visible light water splitting in molecular photosystems, has been slow. Mallouk et al. recently developed electrochemical water-splitting cells using the Ru(II) complex as the visible light photosensitizer. the dye-sensitized PEC cell consisted of a dye-sensitized TiO2 layer, a Pt counter electrode, and an aqueous solution between them. Under a visible light (< 3 eV) illumination, only the dye molecule absorbed the light and became excited because TiO2 had the wide band gap. The light absorption of the dye was followed by the transfer of an electron from the excited state (S*) of the dye to the conduction band (CB) of TiO2 and its subsequent transfer to the transparent conducting oxide (TCO). The electrons moved through the wire to the Pt, where the water reduction (or H2 evolution) occurred. The oxidized dye molecules caused the water oxidation because their HOMO level was below the H2O/O2 level. Organic dyes have been developed as metal-free alternatives to the Ru(II) complexes because of their tunable optical and electronic properties and low-cost manufacturing. Recently, organic dye molecules containing multi-branched, multi-anchoring groups have received a great deal of interest. In this work, tri-branched tri-anchoring organic dyes (Dye 2) were designed and applied to visible light water-splitting cells based on dye-sensitized TiO2 electrodes. Dye 2 had a molecular structure containing one donor (D) and three acceptor (A) groups, and each ended with an anchoring functionality. In comparison, mono-anchoring dyes (Dye 1) were also synthesized. The PEC response of the Dye 2-sensitized TiO2 film was much better than the Dye 1-sensitized or unsensitized TiO2 films.

• 한국환경과학회지
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• 제19권8호
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• pp.951-960
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• 2010

Sediment works as a resource for electric cells. This paper was designed in order to verify how sediment cells work with anodic material such as metal and carbon fiber. As known quite well, sediment under sea, rivers or streams provides a furbished environment for generating electrons via some electron transfer mechanism within specific microbial population or corrosive oxidation on the metal surfaces in the presence of oxygen or water molecules. We experimented with one type of sediment cell using different anodic material so as to attain prolonged, maximum electric power. Iron, Zinc, aluminum, copper, zinc/copper, and graphite felt were tested for anodes. Also, combined type of anodes-metal embedded in the graphite fiber matrix-was experimented for better performances. The results show that the combined type of anodes exhibited sustainable electricity production for ca. 600 h with max. $0.57\;W/m^2$ Al/Graphite. Meanwhile, graphite-only electrodes produced max. $0.11\;W/m^2$ along with quite stationary electric output, and for a zinc electrode, in which the electricity generated was not stable with time, therefore resulting in relatively sharp drop in that after 100 h or so, the maximum power density was $0.64\;W/m^2$. It was observed that the corrosive reaction rates in the metal electrodes might be varied, so that strength and stability in the electric performances(voltage and current density) could be affected by them. In addition to that, COD(chemical oxygen demand) of the sediment of the cell system was reduced by 17.5~36.7% in 600 h, which implied that the organic matter in the sediment would be partially converted into non-COD substances, that is, would suggest a way for decontamination of the aged, anaerobic sediment as well. The pH reduction for all electrodes could be a sign of organic acid production due to complicated chemical changes in the sediment.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.51-56
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• 2019

목 적: 수술 후 유방암 환자의 1차 방사선치료 후 2차 방사선치료 시 단일전자선을 사용하는 것과 서로 다른 에너지의 전자선을 혼합하여 사용하는 방법에 대해 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구에서는 2018년 1월부터 10월까지 본원 유방암 방사선 치료 환자를 대상으로 하였으며, 혼합 전자선을 사용하여 2차 치료를 진행한 환자 59명 중 에너지 6 MeV, 9 MeV를 혼합 사용한 환자 40명(A그룹)과 9 MeV, 12 MeV를 혼합 사용한 환자 19명(B그룹)을 대상으로 진행하였다. 각 그룹의 환자마다 6 MeV, 9 MeV, Combine(6 MeV / 9 MeV)와 9 MeV, 12 MeV, Combine(9 MeV / 12 MeV) 각기 다른 방법으로 세 가지 치료계획을 세우고, 원발병소에 전달되는 최대선량, D95, D5과 폐의 전달되는 최대선량, 평균선량, $V_3$, $V_5$, $V_{10}$을 비교 분석하였다. 결 과: A그룹 치료계획의 D95 평균값은 6 MeV에서 $785.33{\pm}225.37cGy$, 9 MeV에서 $1121.79{\pm}87.02cGy$, SUM(6 MeV / 9 MeV)에서 $1010.98{\pm}111.17cGy$였으며, 6 MeV / 9 MeV에서의 평균값이 처방 선량에 가장 적합했다. 치료하는 유방 방향의 폐의 저선량 영역 $V_3$,$V_5$의 평균값은 6 MeV / 9 MeV에서 $3.24{\pm}3.49%$, $0.72{\pm}1.55%$였고, 9 MeV에서 $7.25{\pm}4.59%$, $3.07{\pm}2.64%$로 가장 높은 값을 보였고, 6 MeV에서 $0.21{\pm}0.45%$, $0.03{\pm}0.07%$로 가장 낮은 값을 보였다. 폐의 최대선량과 평균선량은 6 MeV / 9 MeV에서 $727.78{\pm}137.27cGy$, $49.16{\pm}24.44cGy$였으며, 9 MeV에서 $998.97{\pm}114.35cGy$, $85.33{\pm}41.18cGy$로 가장 높았고, 6 MeV에서 $387.78{\pm}208.88cGy$, $9.27{\pm}6.60cGy$로 가장 낮았다. $V_{10}$의 값은 모두 0에 가까웠다. B그룹도 A그룹의 패턴으로 나타났다. 결 론: 폐의 $V_3$, $V_5$의 저선량 영역에서 상대적인 차이가 나타났으며, 혼합 에너지 적용 시 원발병소의 선량 전달에 있어서 가장 효과적임을 알 수 있었다. 유방암 추가 방사선 치료 시 전자선 에너지를 combine하여 사용하는 방법이 에너지 재원으로부터 제한되는 에너지의 효과를 좀 더 효과적으로 사용할 수 있는 방법이라고 사료되며 비록 작은 선량차이이기 때문에 간과하고 넘어갈 수 있는 부분들도 다시 한번 생각해본다면 조금 더 환자에게 도움이 되는 방사선 치료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.258-263
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• 2017

본 연구에서는 글루코스 산화효소(glucose oxidase, GOx), 고분자인 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 카본나노튜브(carbon nanotube, CNT)와 벤조퀴논(benzoquinone, BQ)을 이용하여 글루코스 바이오연료전지를 위한 바이오 촉매를 합성하였다. 이를 위해, 지지체인 PEI/CNT 복합체에 BQ를 정전기적 인력을 통해 물리적으로 포집한 뒤, GOx를 담지시켜 합성하였다. 이는 기존에 전자 매개체로서 전해질에 풀어서 사용했던 BQ를 전해질이 아닌 촉매 내에 포집하여 촉매를 구성하였다는 개선점이 크며, 그 결과, BQ가 포집되지 않은 촉매 대비, 1.9배 상승한 $34.16{\mu}A/cm^2$의 최대전류밀도를 얻음을 통해 촉매활성이 개선되었음을 증명하였고, 바이오연료전지의 산화극 촉매로 이용 시, BQ가 포집되지 않은 촉매를 이용한 바이오연료전지에 비해 1.2배 상승한 $0.91mW/cm^2$의 최대출력밀도를 얻었다. 이를 통해 바이오연료전지의 산화극을 위한 촉매로서 GOx와 함께 담지된 매개체 BQ를 포함한 촉매 제조 가능성을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제41권1호
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• pp.27-34
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• 2015

나노입자의 응용은 1970년대부터 발전되어 왔다. 금속 나노입자에 빛을 조사하면 나노입자 표면에서 플라즈몬 공명(SPR, surface plasmon resonance)을 일으킨다. SPR 효과는 금속표면에 입사한 빛에너지에 의해 전자가 여기하며 공명을 일으켜 진동을 발생시키는 현상을 말한다. 여기 된 전자들이 금속원자들과 충돌을 일으키며 열에너지로 전환될 수 있는데 이를 금속의 광열효과(photothermal effect)라고 한다. 우리는 광열 효과를 이용하여 온열 화장품의 개발 가능성을 제시하고자 한다. 온열 화장품의 개발을 위해 생체 독성이 적은 금 나노입자를 선택하여 광열 효과에 있어서의 세포 생체적합성과 열효율을 살펴보았다. 금 나노입자의 합성 상태는 금 나노입자가 갖는 독특한 흡광 스펙트럼으로 확인하였으며, 금 나노입자의 농도는 원자 흡광분석기로 측정하였다. 세포의 독성평가는 MTT assay와 이중 염색법을 사용하였으며, 금 나노입자의 광열 효과는 제논 램프를 광원으로 하여 금 나노입자의 농도의 증가에 따른 광열 효과증대를 적외선-열화상 카메라로 확인하였다. 금 나노입자의 광열 효과를 온열 화장품에 적용한다면 한대 지방의 기후, 또는 겨울철에 태양 에너지를 열에너지로 전환시켜 피부에 손실된 열을 공급, 피부온도 유지에 도움이 되고 피부건강에 긍정적 효과를 주리라 사료된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권5호
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• pp.1625-1629
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• 2011

Kinetic studies of the reactions of O,O-diphenyl Z-S-aryl phosphorothioates with X-benzylamines have been carried out in dimethyl sulfoxide at 55.0 $^{\circ}C$. The Hammett (log $k_2$ vs ${\sigma}_X$) and Bronsted [log $k_2$ vs $pK_a(X)$] plots for substituent X variations in the nucleophiles are biphasic concave downwards with a maximum point at X = H, and the unusual positive ${\rho}_X$ and negative ${\beta}_X$ values are obtained for the strongly basic benzylamines. The sign of the cross-interaction constant (${\rho}_{XZ}$) is negative for both the strongly and weakly basic nucleophiles. Greater magnitude of ${\rho}_{XZ}$ value is observed with the weakly basic nucleophiles (${\rho}_{XZ}$ = -2.35) compared to with the strongly basic nucleophiles (${\rho}_{XZ}$ = -0.03). The deuterium kinetic isotope effects ($k_H/k_D$) involving deuterated benzylamines [$XC_6H_4CH_2ND_2$] are primary normal ($k_H/k_D$ > 1). The proposed mechanism is a concerted $S_N2$ involving a frontside nucleophilic attack with a hydrogen bonded, four-center-type transition state for both the strongly and weakly basic nucleophiles. The unusual positive ${\rho}_X$ and negative ${\beta}_X$ values with the strongly basic benzylamines are rationalized by through-space interaction between the ${\pi}$-clouds of the electron-rich phenyl ring of benzylamine and the phenyl ring of the leaving group thiophenoxide.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권4호
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• pp.207-214
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• 2020

In this study, we investigated the effects of copper and copper-alloy on the frictional and wear properties of low-steel friction material. The proportions of copper and copper-alloy in the brake friction materials used in passenger cars are very high (approximately 5-20% weight), and these materials have significant effects on friction and wear characteristics. In this study, the effects of cupric ingredients, such as the copper fiber and brass fiber, are investigated using the friction materials based on commercial formulations. After the copper and brass fibers from the same formulation were removed, the frictional and wear characteristics were evaluated to determine the influence of the copper and copper-alloy. We evaluated the frictional and wear characteristics by simulating various braking conditions using a 1/5 scale dynamometer. The results show that the friction material containing copper and brass fibers have excellent frictional stability and a low wear rate compared to the friction material that does not contain copper and brass fibers. These results are attributed to the excellent ductility, moderate melting point, high strength, and excellent thermal conductivity of copper and copper-alloy. We analyzed the surfaces of the friction materials before and after the performing the friction tests using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscope, confocal microscope, and roughness tester to verify the frictional behavior of copper and copper-alloy. In future studies, it will be applied to the development of copper-free friction materials based on the results of this study.

• Rapid Communication in Photoscience
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• 제3권4호
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• pp.70-72
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• 2014

Visible-light irradiation of MeCN solution containing di(hydroxo)metallo(tetraphenyl)porphyrin complex $(tppM(OH)_2$: 1a; $M=Sb(V)^+Br^-$, 1b; $M=P(V)^+Cl^-$, 1c; M=Ge(IV)) and 2-mercaptoethanol (2-ME) as a substrate under aerated condition gave bis(2-hydroxyethyl)disulfide (2-HEDS) as an oxidative product of 2-ME. It is indicated that the oxidation of 2-ME should proceed with a photocatalytic process by 1, because the turn over number (TON) for the formation of 2-HEDS was over unit. The TON was determined to be 642 as a maximum value when 1a was used as a sensitizer. The formation of 2-HDES was extremely slow under argon atmosphere. The fluorescence of 1 was not quenched by 2-ME at all, and the free energy change (${\Delta}G$) with electron transfer (ET) from 2-ME to excited triplet state of $1(^31^*)$ was estimated as a negative value. The quenching rate constant ($k_r$) of $^31^*$ by 2-ME, obtained by the kinetics for the formation of 2-HEDS, strongly depends on ${\Delta}G$. These findings indicate that 1-sensitized oxidation was initiated by photoinduced ET from 2-ME to $^31^*$ to generate both radical cation of 2-ME ($2-ME^{+\bulle}$) and porphyrin radical anion ($1^{-\bulle}$), resulting that the formation of 2-HEDS can be proceeded by the dimerization of $2-ME^{+\bulle}$, and through a catalytic cycle due to returning to 1 by the ET from $1^{-\bulle}$ to molecular oxygen.