• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.65-69
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• 2010

In this study, we compared two methods(an acid treatment in strong acid reflux and a heat treatment in air atmosphere) for hydrophilic surface treatment of multi-walled carbon nanotubes(MWNT) to enhance the capcity of $RuO_2$/MWNT composite electrode materials for ultracapacitor. Both treatments generated a number of defects on the surface of MWNT by the breakage of $\pi$ bond in graphene layer at which carboxyl groups were introduced. However, the degree of hydrophilicity generated by strong acid treatment was higher than that by heat treatment in air, which was revealed by the quantitative measurement of surface carboxyl groups by using Boehm titration. The increased hydrophilicity save rise to an improved dispersity of $RuO_2$ nanoparticles on MWNT. Finally, the improved dispersity resulted in the capacity enhancement of composite electrode materials for ultracapacitor.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.767-774
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• 2022

A geometrically nonlinear stability analysis of sandwich annular plates with cellular core and particle-reinforced composite layers has been performed in the present research. The particles are powders of graphene oxide (GOP) which act as nanoscale filler of epoxy matrix. To this regard, Halpin-Tsai micromechanical scheme has been used to define the material properties of the layers. A square shaped core has been considered for which the material properties have been defined based on the relative density concept. Large deflection theory of thin shells has been selected to develop the complete formulation of sandwich plate. The geometrically nonlinear stability analysis of sandwich annular plates has been carried out by indicating that the buckling load is dependent on particle amount, thickness of layer and core relative density.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권3호
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• pp.229-237
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• 2018

The electrochemical sensing performance of metal-graphene hybrid based sensor may be significantly decreased due to the dissolution and aggregation of metal catalyst during operation. For the first time, we developed a novel large-area high quality three dimensional graphene foam-incorporated gold nanoparticles (3D-GF@Au) via chemical vapor deposition method and employed as free-standing electrocatalysis for non-enzymatic electrochemical glucose detection. 3D-GF@Au based sensor is capable to detect glucose with a wide linear detection range of $2.5{\mu}M$ to 11.6 mM, remarkable low detection limit of $1{\mu}M$, high selectivity, and good stability. This was resulted from enhanced electrochemical active sites and charge transfer possibility due to the stable and uniform distribution of Au NPs along with the enhanced interactions between Au and GF. The obtained results indicated that 3D-GF@Au hybrid can be expected as a high quality candidate for non-enzymatic glucose sensor application.

• 폴리머
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• 제38권3호
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• pp.307-313
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• 2014

Poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) 중에 포함된 비닐아세테이트의 함량을 0~40 wt% 범위에서 변화시키면서, 관능화 그래핀 쉬트(functionalized graphene sheet, FGS)/EVA 복합재료의 물성 변화를 조사하였다. EVA 중 극성을 가진 비닐아세테이트의 함량이 증가할수록 FGS와의 혼화성이 증가하여, FGS의 분산이 좋아지면서 EVA의 표면 저항 감소, 모듈러스 증가가 효과적으로 발현되었다. EVA 중 비닐아세테이트의 함량이 적어 FGS와의 상호작용이 작은 경우는 계면에서의 접착력이 낮아 인장력을 부가한 경우 파괴가 급격히 진행되어 파괴점에서의 신도가 크게 감소하였다. 복합재료에서 EVA의 결정화는 FGS와의 상호작용으로 대체적으로 감소하였다. 하지만, 비닐아세테이트 함량이 작은 EVA에 소량의 FGS를 첨가한 경우는 기핵효과에 의한 결정화 촉진이 관찰되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권5호
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• pp.717-727
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• 2019

This paper is motivated by the lack of studies in the technical literature concerning to vibration analysis of a single-layered graphene sheet (SLGS) with corner cutout based on the nonlocal elasticity model framework of classical Kirchhoff thin plate. An isogeometric analysis (IGA) based upon non-uniform rational B-spline (NURBS) is employed for approximation of the L-shape SLGS deflection field. Trimming technique is employed to create the cutout in geometry of L-shape plate. The L-shape plate is assumed to be Free (F) in the straight edges of cutout while any arbitrary boundary conditions are applied to the other four straight edges including Simply supported (S), Clamped (C) and Free (F). The Numerical studies are carried out to express the influences of the nonlocal parameter, cutout dimensions, boundary conditions and mode numbers on the variations of the natural frequencies of SLGS. It is precisely shown that these parameters have considerable effects on the free vibration behavior of the system. In addition, numerical results are validated and compared with those achieved using other analysis, where an excellent agreement is found. The effectiveness and the accuracy of the present IGA approach have been demonstrated and it is shown that the IGA is efficient, robust and accurate in terms of nanoplate problems. This study serves as a benchmark for assessing the validity of numerical methods used to analyze the single-layered graphene sheet with corner cutout.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.283-287
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• 2022

신축성 스트레인 센서는 웨어러블 기기나 건강 모니터링과 같은 미래 응용 분야에 적용하기 위하여 개발되고 있는데, 센서의 신뢰성을 높이기 위해 안정성과 반복성이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3D 프린팅을 통해 키리가미 패턴이 있는 고분자 구조를 제작하여 센서의 신축성과 히스테리시스를 개선하였다. 견고한 전도성 네트워크를 구현하기 위하여 그래핀과 탄소나노섬유를 혼합한 하이브리드 소재를 고분자 구조에 코팅하였다. 제작한 신축성 스트레인 센서는 32%의 스트레인에 대해 게이지팩터가 36을 보였으며, 1%부터 30%까지의 다양한 스트레인에 대해서 안정적인 저항 변화 응답을 나타냈다.

• 폴리머
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• 제38권1호
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• pp.38-42
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• 2014

Poly[(9,9-bis((6'-(N,N,N-trimethylammonium)hexyl)-2,7-fluorene)-alt-(9,9-bis(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-9-fluorene)) dibromide(WPF-6-oxy-F)]와 graphene oxide(GO)를 혼합하여 WPF-6-oxy-F-GO를 제조한 후 공기 중에서 감마선을 조사하였다. WPF-6-oxy-F-GO 복합재는 유기태양전지(organic solar cells, OSCs)의 정공수송층(hole transporting layer, HTL)으로서 적용하였다. GO와 비교해 보았을 때, 조사된 WPF-6-oxy-F-GO의 면저항(sheet resistance, $R_{sheet}$)은 약 2배 정도 감소하였다. 이는 감마선 조사를 통하여 WPF-6-oxy-F와 GO 사이의 C-N 결합의 형성으로 인한 ${\pi}-{\pi}$ 공유 결합의 영향과 효율적인 packing 때문이다. 결과적으로, 조사된 WPF-6-oxy-F-GO를 정공수송층으로 적용하였을 때 유기태양전지의 효율은 6.10%까지 증가하였다. 수용성 고분자 WPF-6-oxy-F-GO는 정공수송층으로서 사용되고 있는 PEDOT:PSS를 대체하는 대안 소재로서, 높은 효율과 저가의 유기태양전지를 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.593-598
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• 2016

본 연구에서는 유연성을 갖는 전극 제조를 위해 환원된 그래핀 옥사이드/단일벽 탄소나노튜브 복합체를 금이 코팅된 PET 기판 위에 스프레이 코팅하였다. 제조된 플렉시블한 전극의 전기 용량 값은 1 M의 황산 전해질과 $100mVs^{-1}$ 의 주사속도에서 $82Fg^{-1}$ 으로 측정 되었으며, 이 용량 값은 500 번의 굽힘 시험 후에 $38Fg^{-1}$ 로 감소되는 현상을 확인 하였다. 또한, 이러한 결과는 정전류 충방전과 전기화학 임피던스법을 포함한 전기화학적 분석 결과와도 부합하는 결과를 나타내었다. 유연성을 갖는 환원된 그래핀 옥사이드/단일벽 탄소나노튜브 복합체 전극은 500회의 반복적인 굽힘 시험 후에도 대략 50%의 초기 전기 용량 값을 유지 할 수 있었으며, 이러한 여러 가지 전기화학적 특성을 고려하여 볼 때 미래 개발 가능한 플렉시블한 에너지 저장 매체로써의 적용이 가능 하다는 점을 확인 할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권1호
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• pp.200-207
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• 2019

본 연구에서는 "이온젤"이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol)-$H_3PO_4$의 고체 전해질에 이온성 액체 $BMIMBF_4$ (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 환원된 그래핀 옥사이드/전도성 고분자 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 유연성을 갖는 슈퍼커패시터를 제작 하였으며, 유연성에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 환원된 그래핀 옥사이드/전도성 고분자 복합재료와 전고체 전해질 기반의 유연성 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성을 유연성에 따라서 측정하기 위해서 프레스로 $0.01kg/cm^2$의 일정한 압력으로 최대 100회 까지 굽힘 시험(bending test)을 진행 하였으며, 0~100 회의 굽힘 시험 이후에 순환 전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충 방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 유연성 슈퍼커패시터의 초기 전기용량은 43.9 F/g으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 50회, 100회의 굽힘 시험 후에 각각 42.0F/g, 40.1F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 보아 물리적인 응력이 슈퍼 커패시터의 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 또한, 굽힘 횟수에 따른 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성 감소 원인을 확인하기 위해서 굽힘 시험 전과 후의 전극표면을 전자주사 현미경으로 관찰하여 보았다.

• Composites Research
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• 제27권5호
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• pp.183-189
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• 2014

광학 현미경 관찰을 통해 산화 그래핀의 형상, 크기 및 두께를 쉽게 파악할 수 있는 광학 관찰을 위한 최적 조건을 확보하고자 하였다. 본 연구에서는 $SiO_2$ 절연막이 300 nm 두께로 도포된 실리콘 기판 위의 산화 그래핀을 하이드라진 증기 환원을 통하여 본래의 모폴로지를 유지한 채 환원된 산화 그래핀의 이미지의 선명도를 증가시켰고, 녹색 필터를 사용한 관찰을 통해 이미지의 대비값을 보다 증대시켰다. 추가적으로 얻어진 광학 이미지를 RGB 채널별로 분리하는 방법을 제안하고 이를 통해 이미지를 분석하였다. 그 결과 하이드라진 증기 환원 처리 및 녹색 파장에서의 광원 하에서 고대비의 이미지 확보가 가능하였으며, 더불어 광학 이미지의 RGB 채널 분리만으로도 선명한 그래핀 이미지를 얻을 수 있음을 알아내었다.