Surface films formed prior to bulk reduction of lithium have been studied at gold, platinum, and copper electrodes in rigorously dried propylene carbonate solutions using electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) and secondary ion mass spectrometry experiments. The results indicate that the passive film formation takes place at a potential as positive as about 2.0 V vs. Li/Li+ , and the passive film thus formed in this potential region is thicker than a monolayer. Quantitative analysis of the EQCM results indicates that electrogenerated lithium reacts with solvent molecules to produce a passive film consisting of lithium carbonate and other compounds of larger molecular weights. The presence of lithium carbonate is verified by SIMS, whereas the lithium compounds of low molecular weights, including lithium hydroxide and oxide, are not detected. Further lithium reduction takes place underneath the passive film at potentials lower than 1.2 V with a voltammetric current peak at about 0.6 V.
Incorporation of metalloporphyrins into polypyrrole (PPy) film was achieved either by electropolymerization of pyrrole in the presence of metal-tetra(sulfonatophenyl)porphyrin anion (MTSPP, M=Co, Fe) or by metalizing hydrogenated tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin anion (H2TSPP) doped into PPy through ion-exchange. Electrochemical reduction of oxygen on the PPy doped with metallo porphyrin (PPy-MTSPP) was studied in acidic and basic solutions. Oxygen reduction on PPy-MTSPP electrodes appeared to proceed through a 4-electron pathway as well as a 2-electron path. In acidic solutions, the overpotential for O2 reduction on PPy-CoTSPP electrode was smaller than that on gold by about 0.2 V. In basic solutions the overpotential of the PPy-CoTSPP electrode in the activation range was close to those of Au and Pt. The limiting current was close to that of Au. However, polypyrrole doped with cobalt-tetra(sulfonatophenyl)porphyrin anion (PPy-CoTSPP) or with iron-tetra(sulfonatophenyl)porphyrin anion (PPy-FeTSPP) was found to have limited potential windows at high temperatures (above 50 ℃), and hence the electrode could not be held at the oxygen reduction potentials in basic solutions (pH 13) without degradation of the polymer.
A gold amalgam voltammetric microelectrode (GAVM) system was developed for the quantification of dissolved biogeochemical species, such as O2, Fe2+, Mn2+, and HS- in sediment porewater. Commercially available Ag/AgCl and platinum electrodes were used as the reference and counter electrode, respectively, and a gold amalgam microelectrode was fabricated in the laboratory using 150-um diameter gold wire and a borosilicate capillary tube with a 1.6-mm diameter. A portable potentiostat (Metrohm, DropSens) was used for the application of voltage sweeping and to acquire the electric current. For sediment profiling, a commercially available actuator was customized and modified. The analysis method used in the system used the most widely used analysis method among the electrochemical analysis currently used The GAVM system was successively calibrated with the species and applied to estuarine sediments. The porewater analysis showed that the oxygen concentration was decreased to zero at a depth of 0.6 mm, and maximum Mn2+ and Fe2+ concentrations of 50 uM and 20 uM were detected at 2 and 3-cm depths, respectively. Maximum HS- concentrations of 10 uM were detected at 4 cm in the deeper sediments. The GAVM system was successfully developed and applied to the sediment and can be used to better understand biogeochemical reactions.
글루코스 옥시다아(GOx)제 고정화 바이오센서를 두 가지 방법으로 제조 하였다. 첫 번째 방법은 폴리(maleic anhydride) 그래프트 탄소나노튜브(PMAn-g-MWCNT) 전극에 감마선 조사법으로 제조 된 Au 나노입자를 물리적으로 흡착시킨 후, GOx을 고정화 시켜 바이오센서를 제조한 경우이고, 다른 하나는 PMAn-g-MWCNT 전극에서 Au 이온을 전기화학적으로 환원시켜 Au 나노입자를 코팅 시키고, 그 위에 GOx을 고정화 시켜 바이오센서를 제조 한 경우이두. 제조된 바이오센서에 대해 효율 평가를 수행 하였는데, 물리적 흡착법으로 제조된 전극의 경우 검출 범위는 $30\;{\mu}M\sim100\;{\mu}M$이었으며, 검출한계는 $15\;{\mu}M$이었다. 또한 ascorbic acid와 uric acid에 대한 검출한계는 7.6%이었다. 물리적으로 Au 나노입자가 흡착된 전극의 경우가 글루코스 측정에 매우 우수한 전극임을 확인 하였다.
본 연구는 땀에 존재하는 젖산을 연료로 사용하여 전기를 생산하는 웨어러블 연료전지용 고전력 젖산 산화효소 전극을 개발하는 데 그 목적이 있다. 유연성 있는 탄소종이 기반의 고정화효소 전극을 제작하고 평가하였다. 전해질 내 젖산농도 증가에 따라 젖산 산화효소(lactate oxidase, LOx)의 촉매작용으로 전류생성량이 증가하였다. 금 나노입자가 부착된 탄소종이에 고정화된 LOx가 탄소종이에 부착된 LOx보다 1.5배 많은 전류를 생성하였다. 빌리루빈 산화효소(bilirubin oxidase, BOD)가 고정화된 cathode는 질소로 퍼지(purge)된 전해질보다 산소로 포화된 전해질에서 높은 환원전류를 발생시켰다. 두 전극으로 구성된 연료전지를 제작하여 방전전류 변화에 따른 셀전압을 측정하였다. 방전 전류밀도 값이 66.7 ㎂/cm2에서 셀 전압은 0.5±0.0 V였고, 셀 전력량은 최대치인 33.8±2.5 ㎼/cm2를 나타내었다.
현재 세계적인 이슈가 되고 있는 나노과학과 기술은 탄소나노튜브(CNTs)를 기반으로 한 바이오센서 성능 향상에 주력하고 있다. 다양한 기능성을 가진 CNTs는 높은 안정성과 바이오 수용체와 같은 생체물질과의 높은 적합성으로 이를 이용한 바이오 전극 기술에 힘입어 의학, 식품 및 환경에서 이슈가 되는 물질들을 검출하기 위한 산업적 응용 연구가 주목받고 있다. 본 연구에서는 이러한 CNTs를 이용한 전기화학적 바이오센서에 있어서 시료가 액체 상태로 검출이 예상되는데 그 시료의 화학적 특성에 따른 금 전극 사이에 고정화된 CNTs의 전자전달현상을 조사하였다. 그 결과, 시료가 극성인 경우와 무극성인 경우 고정화된 CNTs의 전자전달 현상이 다르게 나타났으며, 극성의 세기가 증가할수록 전자의 이동에 방해를 받는 것으로 확인되었다. 이는 CNTs의 양끝에 존재하는 극성 작용기와의 상호작용에 의한 것으로서 센서 디바이스 전체를 시료 용액에 침투시켜 전자이동을 관찰한 결과와 달리 안정적으로 저항값을 나타내는 것으로 확인되었다. 향후 민감도가 높은 CNTs 기반 나노바이오센서 개발 시 시료의 효과적인 전처리 공정에서 이러한 용매의 극성을 고려한 최적화 연구가 필요하다.
CODH(Carbon Monoxide Dehydrogenase)에 의한 이산화탄소 환원에 있어서 작업전극을 유리탄소전극을 사용한 경우와 금전극을 사용한 경우를 비교하여 그 영향을 관찰하였다. 금전극을 사용한 경우에는 수소발생과 섞이기 때문에 전기분해의 전위를 잘 선택해야 효율적인 이산화탄소의 환원 반응을 관찰할 수 있는데 반하여, 유리탄소전극은 금전극보다 수소 환원에 대한 과전압이 크기 때문에 -650 mV vs. NHE 까지도 중성수용액에서 수소발생 없이, 효율적인 이산화탄소의 환원을 관찰할 수 있었다. CODH를 이용한 이산화탄소의 환원에는 가해주는 전기분해 전위가 큰 영향을 미침을 알 수 있었는데, $-570{\sim}600\;mV$ vs. NHE 근처가 가장 효율적임을 알 수 있었고 이보다 더 음의 전위를 걸어주었을 때는 효소활성의 감소 및 수소발생이 복합적으로 영향을 미쳐 일산화탄소 생성의 전류효율이 급격히 감소함을 알 수 있었다.
Electoromyographic studies were performed on the action of the muscles of the temporomandibular joints following exfoliation of the deciduous teeth. The subjects examined, being 50 children. between the age of 6 and 13 years, divided into 5 groups. They were; 1) Deciduous dentition were complete in the first group. 2) Deciduous incisors were missing in either upper or lower jaw in the second group. 3) Deciduous canine and molars were missing in the left side of either upper or lower jaw in the third group. 4) Deciduous canine and molars were missing in the right side of either upper or lower jaw in the fourth group. 5) Permanent dentition completed in the fifth group(except third molars). Electromyogram was recorded with 4 channel polygraph (Grass model VII modified for 7P3). Electrodes which were the cup-typed gold discs, 9 millimeters in the diameter, were located on the anterior, middle and posterior lobes of the temporal muscles, and also on the superficial and deep layers of the masseter muscles. Paired electrodes were held by electrode cream so that they were pressed on the skin surface at right angle, adhesive tape being used to anchor them. The distance of the pair electrodes was about 5 millimeters. The results obtained were as follow: 1) In rest position of mandible; All groups showed slight, electrical activities in the muscles involved, but in the middle lobe of temporal muscle they were slightly higher. 2) In molar occlusion of mandible; High activity-anterior lobe of temporal muscle and superficial layer of masseter muscle. Moderate activity-deep layer of masseter muscle. Low activity-middle and posterior lobes of masseter muscle. There were no differences among the first, the second and the fifth groups. In the third group the muscle activity was weaker than that of the right, and in the fourth group opposite characteristics was revealed. 3) In incisal bite of mandreble; Hight activity-superficial layer of masseter muscle. Modertae activity-deep layer of masseter muscle. Low activity-anterior, middle and posterior lobes of temporal muscle. The first, the third, the fourth and the fifth groups showed no differences but the second group showed less activity than those of others. 4) In protrusion of mandible; High activity-deep layer of masseter muscle Moderate activity-superficial layer of masseter muscle. Low activity-anterior, middle and posterior lobes of temporal muscle. In the first, the fourth and the fifth groups, there were no differences in the activities, but the second group showed less activity than the others. 5) In retrusion of mandible; High activity-deep layer of masseter muscle. Moderate activity-superficial layer of masseter muscle. Low activity-anterior, middle and posterior lobes of temporal muscle. In the first, the third, the fourth and the fifth groups, there were no differences but the second group showed less activity than the others. 6) In lateral excursion of the mandible (either direction); High activity-posterior lobe of temporal muscle. Moderate activity-anterior and middle lobes of temporal muscle. Low activity-superficial and deep layers of masseter muscle. The muscle action potentials were weaker than those of the right side in the third group and vice ver'sa in the fourth group. 7) In chewing movement; Temporal muscle activities were higher than those of masseter, especially in the middle lobe of temporal muscle the activity was highest. Right side muscle activities were higher than those of the left in the third group and, on the contrary, the left side was dominant over the right in the fourth group.
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.
Ko, Myeong Ock;Kim, Sung-Jo;Kim, Jong-Hyun;Lee, Bong Wan;Jeon, Min Yong
Journal of the Optical Society of Korea
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제19권4호
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pp.346-350
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2015
We report a measurement of the effective refractive index of a nematic liquid crystal (NLC) inside a Fabry-Perot (FP) etalon according to the applied electric fields. The effective refractive index of the NLC depends on the intensity of the applied electric field. A wavelength-swept laser with a polygon-scanner-based wavelength filter is used as a wide-band optical source to measure the effective refractive index of the NLC. The bandwidth of the optical source is greater than 90 nm around 1300 nm. The fabricated NLC FP etalon consists of glass substrates, gold layers as the electrodes with highly reflective surfaces, polyimide layers as the planar alignment layers, and an LC layer. Furthermore, we measured the Freedericksz transition voltages for three types of NLC FP etalons having thicknesses of $30.6{\mu}m$, $55.4{\mu}m$, and $108.8{\mu}m$. The Freedericksz transition voltages in the three cases are nearly equal. The measured effective refractive indices in the three cases decreased from 1.67 to 1.51 as the applied electric field intensity was increased. Beyond the threshold electric field, the effective refractive indices quickly decreased and eventually saturated at a value of 1.51 for all cases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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