• Title/Summary/Keyword: Functional film

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Hydrogen shallow donors in ZnO and $SnO_2$ thin films prepared by sputtering methods

  • 김동호;김현범;김혜리;이건환;송풍근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.145-145
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    • 2010
  • In this paper, we report that the effects of hydrogen doping on the electrical and optical properties of typical transparent conducting oxide films such as ZnO and $SnO_2$ prepared by magnetron sputtering. Recently, density functional theory (DFT) calculations have shown strong evidence that hydrogen acts as a source of n-type conductivity in ZnO. In this work, the beneficial effect of hydrogen incorporation on Ga-doped ZnO thin films was demonstrated. It was found that hydrogen doping results a noticeable improvement of the conductivity mainly due to the increases in carrier concentration. Extent of the improvement was found to be quite dependent on the deposition temperature. A low resistivity of $4.0{\times}10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ was obtained for the film grown at $160^{\circ}C$ with $H_2$ 10% in sputtering gas. However, the beneficial effect of hydrogen doping was not observed for the films deposited at $270^{\circ}C$. Variations of the electrical transport properties upon vacuum annealing showed that the difference is attributed to the thermal stability of interstitial hydrogen atoms in the films. Theoretical calculations also suggested that hydrogen forms a shallow-donor state in $SnO_2$, even though no experimental determination has yet been performed. We prepared undoped $SnO_2$ thin films by RF magnetron sputtering under various hydrogen contents in sputtering ambient and then exposed them to H-plasma. Our results clearly showed that the hydrogen incorporation in $SnO_2$ leads to the increase in carrier concentration. Our experimental observation supports the fact that hydrogen acting as a shallow donor seems to be a general feature of the TCOs.

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Polysaccharide-based superhydrophilic coatings with antibacterial and anti-inflammatory agent-delivering capabilities for ophthalmic applications

  • Park, Sohyeon;Park, Joohee;Heo, Jiwoong;Lee, Sang-Eun;Shin, Jong-Wook;Chang, Minwook;Hong, Jinkee
    • Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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    • 제68권
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    • pp.229-237
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    • 2018
  • Medical silicone tubes are generally used as implants for the treatment of nasolacrimal duct stenosis. However, side effects such as allergic reactions and bacterial infections have been reported following the silicone tube insertion, which cause surgical failure. These drawbacks can be overcome by modifying the silicone tube surface using a functional coating. Here, we report a biocompatible and superhydrophilic surface coating based on a polysaccharide multilayer nanofilm, which can load and release antibacterial and anti-inflammatory agents. The nanofilm is composed of carboxymethylcellulose (CMC) and chitosan (CHI), and fabricated by layer-by-layer (LbL) assembly. The LbL-assembled CMC/CHI multilayer films exhibited superhydrophilic properties, owing to the rough and porous structure obtained by a crosslinking process. The surface coated with the superhydrophilic CMC/CHI multilayer film initially exhibited antibacterial activity by preventing the adhesion of bacteria, followed by further enhanced antibacterial effects upon releasing the loaded antibacterial agent. In addition, inflammatory cytokine assays demonstrated the ability of the coating to deliver anti-inflammatory agents. The versatile nanocoating endows the surface with anti-adhesion and drug-delivery capabilities, with potential applications in the biomedical field. Therefore, we attempted to coat the nanofilm on the surface of an ophthalmic silicone tube to produce a multifunctional tube suitable for patient-specific treatment.

랭뮤어-쉐퍼 기법 이용 생체모사 폴리도파민-산화그래핀 복합체 대면적 적층 기법 연구 (Large Area Deposition of Biomimetic Polydopamine-Graphene Oxide Hybrids using Langmuir-Schaefer Technique)

  • 김태호;송석현;조경일;구자승
    • 접착 및 계면
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    • 제20권3호
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    • pp.110-115
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    • 2019
  • 그래핀으로 박리시키기 위한 한 가지 방법으로 산화그래핀이 많은 관심이 집중되고 있다. 산화그래핀의 산화그룹은 다양한 기능기와 수소결합을 시킬 수 있어 여러 응용분야에 이를 적용시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 산화그래핀 자체만으로는 실질적으로 응용에 요구되어지는 기계적 물성을 만족시킬 수 없다. 따라서 본 연구에서는 홍합 단백질을 생체모사한 폴리도파민을 이용하여 산화그래핀과 결합시키고 액체-기체 계면에서 대면적의 복합체막을 형성 시켰다. 또한 폴리도파민-산화그래핀 복합체 박막의 모폴로지 구조도 제어하여 나노 링클 구조를 가지는 복합체 막을 얻었다. 기계적으로 우수하며 정교한 나노 구조를 형성할 수 있어 차세대 해수담수화 멤브레인 또는 탄소 복합재료에 이용될 수 있을 것으로 기대될 수 있다.

저비용 고기능성 항균강화유리 개발을 위한 연구 (Development of Low-Cost High-Performance Antibacterial Tempered Glass)

  • 김준섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.562-567
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    • 2021
  • 다양한 건축시설 및 생활제품에 적용하기 위한 기능성 항균강화유리개발을 위해 국산 소재들의 항균력을 조사하여, 특정농도에서 99% 이상의 항균력을 갖는 은, 구리, 아연으로 강화유리 시편을 제작하였다. 은, 구리, 아연을 Ethylene glycol + Glycerol로 분산시킨 시편의 항균력은 모두 99% 이상으로 측정되었고, Ethylene glycol과 Glycerol을 단독으로 사용했을 때는 항균력이 감소되었다. 표면분석기를 사용하여 세척에 의한 결합된 금속소재의 두께 변화를 측정한 결과, 물을 포함한 다양한 종류의 세제로 세척한 시편에서는 표면에 도포된 소재의 두께가 1% 미만으로 감소하였지만, 염기성 세제에서는 약 10%의 표면두께 감소가 확인되었다. 또한, 시편의 인체 안전성을 확인하기 위해, MTT 분석법을 통한 세포독성실험을 수행하였고, 항균물질들이 도포된 시편에서의 세포독성은 대조군과 비교하였을 때 거의 나타나지 않았다. 마지막으로, 시제품의 항균력이 99% 이상임을 Bacterial Live/dead kit을 이용하여 확인하였고, 공인인증기관의 필름밀착법으로 다시 한 번 시제품의 항균력을 검증하였다. 결국, 본 연구에서는 국산소재들의 항균력을 검증과 함께 이를 이용한 고기능성 항균효과 갖는 강화유리를 개발하였다.

Pathogen-Imprinted Polymer Film Integrated probe/Ti3C2Tx MXenes Electrochemical Sensor for Highly Sensitive Determination of Listeria Monocytogenes

  • Xiaohua, Jiang;Zhiwen, Lv;Wenjie, Ding;Ying, Zhang;Feng, Lin
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.431-437
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    • 2022
  • As one of the most hazardous and deadliest pathogens, Listeria monocytogenes (LM) posed various serious diseases to the human being, thus designing effective strategy for its detection is of great significance. In this work, by preparing Ti3C2Tx MXenes nanoribbon (Ti3C2TxR) as carrier and selecting thionine (Th) acted simultaneously as signal probe and functional monomer, a LM pathogen-imprinted polymers (PIP) integrated probe electrochemical sensor was design to monitor LM for the first time, that was carried out through the electropolymerization of Th on the Ti3C2TxR/GCE surface in the existence of LM. Upon eluting the templates from the LM imprinted cavities, the fabricated PIP/Ti3C2TxR/GCE sensor can rebound LM cells effectively. By recording the peak current of Th as the response signal, it can be weakened when LM cell was re-bound to the LM imprinted cavity on PIP/Ti3C2TxR/GCE, and the absolute values of peak current change increase with the increasement of LM concentrations. After optimizing three key parameters, a considerable low analytical limit (2 CFU mL-1) and wide linearity (10-108 CFU mL-1) for LM were achieved. In addition, the experiments demonstrated that the PIP/Ti3C2TxR sensor offers satisfactory selectivity, reproducibility and stability.

Corrosion Inhibition Performance of Two Ketene Dithioacetal Derivatives for Stainless Steel in Hydrochloric Acid Solution

  • Lemallem, Salah Eddine;Fiala, Abdelali;Ladouani, Hayet Brahim;Allal, Hamza
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.237-253
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    • 2022
  • The methyl 2-(1,3-dithietan -2- ylidene)-3-oxobutanoate (MDYO) and 2-(1,3-dithietan-2-ylidene) cyclohexane -1,3-dione (DYCD) were synthesized and tested at various concentrations as corrosion inhibitors for 316L stainless steel in 1 M HCl using weight loss, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization (PDP), surface analysis techniques (SEM / EDX and Raman spectroscopy) and Functional Density Theory (DFT) was also used to calculate quantum parameters. The obtained results indicated that the inhibition efficiency of MDYO and DYCD increases with their concentration, and the highest value of corrosion inhibition efficiency was determined in the range of concentrations investigated (0.01 × 10-3 - 10-3 M). Polarization curves (Tafel extrapolation) showed that both compounds act as mixed-type inhibitors in 1M HCl solutions. Electrochemical impedance spectra (Nyquist plots) are characterized by a capacitive loop observed at high frequencies, and another small inductive loop near low frequencies. The thermodynamic data of adsorption of the two compounds on the stainless steel surface and the activation energies were determined and then discussed. Analysis of experimental results shows that MDYO and DYCD inhibitors adsorb to the metal surface according to the Langmuir model and the mechanism of adsorption of both inhibitors involves physisorption. SEM-EDX results confirm the existence of an inhibitor protective film on the stainless steel surface. The results derived from theoretical calculations supported the experimental observation.

미생물막 형성을 막기 위한 살균 물질 함유 막: 총설 (Membrane Containing Biocidal Material for Reduced Biofilm Formation: A Review)

  • 손수현;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
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    • 제32권1호
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    • pp.23-32
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    • 2022
  • 세균은 분리막, 식품 포장 필름 및 바이오 의료 기기와 같은 다양한 미생물 막의 표면 위에서 자란다. 미생물 막의 성장은 엑소폴리사카라이드의 복잡한 구조 형성과 밀접한 관련이 있다. 미생물 막이 항균제의 대량 수송의 어려움으로 성장하게 될 경우 항균효과는 급격하게 감소한다. 항균 활동을 활성화하기 위해서 막의 표면은 살균 특성이 있는 기능성 물질들로 변형, 코팅 또는 고정한다. 한 가지 아이디어는 막 표면에 양전하 이온을 도입하는 것이다. 양전하 이온인 4차 암모늄 그룹의 존재는 마그네슘이나 칼슘같이 세균 세포벽에 존재하는 2가 금속이온을 대체할 수 있다. 세포막 파괴의 효능은 표면환경에서 사용 가능한 작용제들의 이동성에 달려있다. 이 리뷰에서는 4차 암모늄 그룹, 헬라민(helamine), 쌍성이온(zwitterion)과 같이 여러 살생물제를 포함하고 있는 막들을 다룬다.

혐오자극에 대한 정서조절전략이 얼굴표정 및 정서경험에 미치는 영향 (The Effects of the Emotion Regulation Strategy to the Disgust Stimulus on Facial Expression and Emotional Experience)

  • 장성리;이장한
    • 한국심리학회지ㆍ건강
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    • 제15권3호
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    • pp.483-498
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    • 2010
  • 본 연구는 혐오정서 유발자극에 대한 선행사건초점 조절전략과 반응초점 조절전략이 얼굴표정 및 정서경험에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구는 여자 대학생 50명을 대상으로 실시되었고, 참여자들이 혐오정서 유발동영상을 시청할 때 서로 다른 정서조절전략(정서 표현, 표현 억제, 인지적 재평가, 표현 불일치)을 사용하도록 하여 얼굴표정과 정서경험을 측정하였다. 분석결과, 정서 표현집단에서 혐오표현단위의 빈도가 가장 높았고 표현 불일치, 인지적 재평가, 표현 억제집단의 순으로 빈도가 높게 나타났다. 그리고 실제 경험한 정서를 반영하는 얼굴 윗부분에서 인지적 재평가집단의 혐오관련표현단위의 빈도가 정서 표현집단과 표현 불일치집단보다 낮게 나타났다. 자기보고식 정서 상태 측정결과, 표현 불일치집단에서 가장 많이 긍정정서가 감소한 반면, 인지적 재평가집단에서는 긍정정서가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구는 정서조절전략이 얼굴표정 및 정서경험에 미친 영향을 통해 인지적 재평가전략이 가장 기능적인 정서조절전략임을 확인하였다.

시각자극과 삼음교 자침으로 유발된 성적 흥분의 대뇌 활성화 영상의 비교 : 3 테슬라 기능적 자기공명영상법 (Comparison of Brain Activation Images Associated with Sexual Arousal Induced by Visual Stimulation and SP6 Acupuncture : fMRI at 3 Tesla)

  • 최남길;한재복;장성주
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제32권2호
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    • pp.183-194
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    • 2009
  • 목 적 : 정상인 여성을 대상으로 기능적 자기공명영상법(functional magnetic resonance imaging : fMRI)을 이용하여 성적 흥분반응과 관련되는 시각자극과 삼음교(SP6, 三陰交) 경혈자극 의한 대뇌 활성화 영역의 차이점을 밝히고, 나아가서는 성적흥분의 기전을 신경해부학적인 측면에서 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : 성기능이 정상적인 오른손잡이 여자 21명(19$\sim$32세 : 평균 22세)을 대상으로 3.0 Tesla MR scanner를 이용하여 fMRI 영상을 얻었다. 성적 흥분을 유도하기 위한 패러다임은 3분간의 에로틱 비디오 시청과 삼음교(SP6)자침에 의한 자극을 주었으며, 자극 전 후에는 각각 1분간의 휴지기를 두었다. 또한 광명혈(GB37) 후방으로 3 cm 위치에 있는 비경혈점에 자극을 주어 경혈(acupoint)과 비경혈(shampoint) 자침에 의한 대뇌의 활성화 양상을 비교하였다. 기능적 자기공명영상의 획득은 AC-PC line을 기준으로 20개의 횡단면으로부터 총 2,000개의 기초영상을 얻었으며, SPM99 프로그램을 이용하여 평균 활성화 영상을 얻었다. 결 과 : 삼음교 경혈과 비경혈의 침자극에 의한 비교실험에서 경혈은 비경혈에 비하여 대뇌 신피질에서 평균 5배, 변연계에서 2배 높은 활성화도를 보였다. 비경혈 자극시에 간뇌의 HTHL, 기저핵의 GLO, AMYG, 그리고 두정엽의 SMG 등에서는 활성화 신호가 관찰되지 않았다. 성적흥분과 관련된 대뇌의 해부학적인 영역을 시각자극과 삼음교 경혈자극 별로 비교 분석한 결과, 두 자극간의 평균 활성화율(activation ratio)은 신피질과 변연계 모두에서 유의한 차이가 없었다(p < 0.05). 반면 평균 활성화도(activity)는 신피질의 경우에는 두 자극간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 변연계의 경우에는 경혈 자극시에 유의하게 더 높은 활성화도를 보였다(p < 0.05). 결 론 : 기능적 자기공명영상법을 이용하여 성적흥분과 관련된 시각자극과 경혈 침술자극에 의하여 유발된 대뇌 활성화 양상의 차이점과 신경해부학적 기전의 차이점을 규명할 수 있었으며, 이러한 결과를 바탕으로 향후 한방의 경혈, 경락 이론을 과학적인 측면에서 입증할 수 있을 것으로 기대한다.

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높은 전기 전도성을 갖는 가용성 폴리피롤 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Soluble Polypyrrole with High Conductivity)

  • 홍장후;장관식
    • 공업화학
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    • 제18권3호
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    • pp.234-238
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    • 2007
  • 기능성 도핑제인 혼합 도판트[sodium di(2-ethylhexyl)sulfosuccinate(DEHSNa) Naphthalenesulfonic acid (NSA), DEHSNa Toluensulfonic acid (TSA), DEHSNa Dodecylbenzensulfonic acid (DBSA)], 혼합 산화제[$(NH_4)_2S_2O_8{\cdot}FeCl_3$, $(NH_4)_2S_2O_8{\cdot}Fe_2(SO_4)_3$]을 사용하여 높은 전기전도도를 갖는 유기용매에 가용성인 폴리피롤을 합성하였다. 산화제로 $(NH_4)_2S_2O_8$ (10wt%/vol.)을 사용한 Ppy-DEHS 분말은 혼합 도판트(DEHSNa NSA, 3 wt%/vol.)와 혼합 산화제[$(NH_4)_2S_2O_8{\cdot}Fe_2(SO_4)_3$, 4 wt%/vol.]을 사용한 경우보다 극성 용매(DMF)에서 높은 용해도를 나타내었다. 그러나, DMF 용매에서 제조된 혼합 도판트[DEHSNa NSA, 16 S/cm]와 혼합 산화제[$(NH_4)_2S_2O_8{\cdot}FeCl_3$, 13 S/cm]을 사용한 Ppy-DEHS 필름의 전기전도도는 $(NH_4)_2S_2O_8$ (2 S/cm)을 사용한 경우보다 더 높게 나타났다. 다양한 조건에서 제조된 Ppy-DEHS 필름의 전하전달은 모두 3차원 VRH mode{$\{{\sigma}_{dc}(T)={\sigma}_oexp[-(T_o/T)^{1/4}]\}$에 부합하였다.