• Advances in nano research
• /
• 제13권2호
• /
• pp.187-197
• /
• 2022

The synthesis of organic and hybrid organic-inorganic perovskites directly from solution improves the cost- and energy-efficiency of processing. To date, numerous research efforts have been devoted to investigating the influence of the various solvent parameters for the synthesis of lead halide perovskites, focused on the effects of different single solvents on the efficiency of the resulting perovskites. In this work, we investigated the effect of solvent blends for the first time on the structure and phase of perovskites produced via the Lewis base vapor diffusion method to develop a new synthetic approach for water-stable CsPbBr₃ particles with nanometer-sized dimensions. Solvent blends prepared with DMF and water-miscible solvents with different Gutmann's donor numbers (D_N) affect the Pb ions differently, resulting in a variety of lead bromide species with various colors. The use of a DMF/isopropanol solvent mixture was found to induce the formation of the Ruddlesden-Popper perovskite based on lead bromide. This perovskite undergoes a blue color shift in the solvated state owing to the separation of nanoplatelets. In contrast, the replacement of isopropanol with DMSO, which has a high DN, induces the formation of spherical CsPbBr₃ perovskite nanoparticles that exhibit green emission. Finally, the integration of acetone in the solvent system leads to the formation of lead bromide complexes with a yellow-orange color and the perovskite CsPbBr₃.

• 한국재료학회지
• /
• 제32권11호
• /
• pp.508-514
• /
• 2022

Piezoelectric composite films which are enabled by inorganic piezoelectric nanomaterials-embedded polymer, have attracted enormous attention as a sustainable power source for low powered electronics, because of their ease of fabrication and flexible nature. However, the absorption of applied stress by the soft polymeric matrices is a major issue that must be solved to expand the fields of piezoelectric composite applications. Herein, a flexible and porous piezoelectric composite (piezoelectric sponge) comprised of BaTiO₃ nanoparticles and polydimethylsiloxane was developed using template method to enhance the energy conversion efficiency by minimizing the stress that vanishes into the polymer matrix. In the porous structure, effective stress transfer can occur between the piezoelectric active materials in compression mode due to direct contact between the ceramic particles embedded in the pore-polymer interface. The piezoelectric sponge with 30 wt% of BaTiO₃ particles generated an open-circuit voltage of ~12 V and a short-circuit current of ~150 nA. A finite element method-based simulation was conducted to theoretically back up that the piezoelectric output performance was effectively improved by introducing the sponge structure. Furthermore, to demonstrate the feasibility of pressure detecting applications using the BaTiO₃ particles-embedded piezoelectric sponge, the composite was arranged in a 3 × 3 array and integrated into a single pressure sensor. The fabricated sensor array successfully detected the shape of the applied pressure. This work can provide a cost-effective, biocompatible, and structural strategy for realizing piezoelectric composite-based energy harvesters and self-powered sensors with improved energy conversion efficiency.

• Journal of Veterinary Science
• /
• 제24권1호
• /
• pp.3.1-3.13
• /
• 2023

Background: Zinc (Zn) is an essential cofactor for physiological homeostasis in the body. Zn oxide (ZnO), an inorganic compound that supplies Zn, exists in various sizes, and its bioavailability may vary depending on the size in vivo. However, comparative studies on the nutritional effects of micro-sized ZnO (M-ZnO) and nano-sized ZnO (N-ZnO) supplementation on Zn deficiency (ZnD) animal models have not been reported. Objectives: This study investigated the nutritional bioavailability of N-ZnO and M-ZnO particles in dietary-induced ZnD mice. Methods: Animals were divided into six experimental groups: normal group, ZnD control group, and four ZnO treatment groups (Nano-Low, Nano-High, Micro-Low, and MicroHigh). After ZnD induction, N-ZnO or M-ZnO was administered orally every day for 4 weeks. Results: ZnD-associated clinical signs almost disappeared 7 days after N-ZnO or M-ZnO administration. Serum Zn concentrations were higher in the Nano-High group than in the ZnD and M-ZnO groups on day 7 of ZnO treatment. In the liver and testis, Nano-Low and Nano-High groups showed significantly higher Zn concentrations than the other groups after 14-day treatment. ZnO supplementation increased Mt-1 mRNA expression in the liver and testis and Mt-2 mRNA expression in the liver. Based on hematoxylin-and-eosin staining results, N-ZnO supplementation alleviated histological damage induced by ZnD in the testis and liver. Conclusions: This study suggested that N-ZnO can be utilized faster than M-ZnO for nutritional restoration at the early stage of ZnD condition and presented Mt-1 as an indicator of Zn status in the serum, liver, and testis.

• 멤브레인
• /
• 제32권1호
• /
• pp.74-82
• /
• 2022

본 연구에서는 순수 PEBAX^® 분리막의 투과특성을 향상시키기 위해 개질된 fumed silica 나노입자를 혼합한 MMMs (mixed matrix membranes) 타입의 PEBAX®/fumed silica 하이브리드 분리막을 제조하고, 이산화탄소와 메탄의 투과 특성을 측정하였다. PEBAX^®-1657/TS-530 하이브리드 소재의 경우, FT-IR과 XRD 분석을 통해 PEBAX^® 고분자에 무기입자가 비교적 잘 분산되었음을 확인하였다. 기체투과특성 측정 결과 TS-530을 10 wt% 혼합한 분리막의 경우, 순수 PEBAX^® 분리막과 비교하여 투과도 계수는 약간 감소하나 이상분리인자는 약간 증가하였다. 이는 비투과성 silica 입자의 도입에 따라 기체 확산 경로가 줄어들고, 경로의 비틀림이 증가하기 때문으로 볼 수 있다. TS-530 함량이 증가함에 따라서는 투과도 계수와 이상분리인자 간에 전형적인 trade-off 경향을 보였다. 이는 TS-530 함량이 증가함에 따라 결정성이 감소하고, 고분자 사슬 간 충전 억제에 따라 자유부피가 증가하기 때문으로 볼 수 있다. 또한 무기입자 함량 증가에 나노간극의 형성 가능성이 높아지고, 이에 따라 기체 확산도가 커지기 때문으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제36권6호
• /
• pp.588-593
• /
• 2023

The advantage of OTFT technology is that large-area circuits can be manufactured on flexible substrates using a low-cost solution process such as inkjet printing. Compared to silicon-based inorganic semiconductor processes, the process temperature is lower and the process time is shorter, so it can be widely applied to fields that do not require high electron mobility. Materials that have utility as electrode materials include carbon that can be solution-processed, transparent carbon thin films, and metallic nanoparticles, etc. are being studied. Recently, a technology has been developed to facilitate charge injection by coating the surface of the Al electrode with solution-processable titanium oxide (TiOx), which can greatly improve the performance of OTFT. In order to commercialize OTFT technology, an appropriate method is to use a complementary circuit with excellent reliability and stability. For this, insulators and channel semiconductors using organic materials must have stability in the air. In this study, carbon-doped Mo (MoC) thin films were fabricated with different graphite target power densities via unbalanced magnetron sputtering (UBM). The influence of graphite target power density on the structural, surface area, physical, and electrical properties of MoC films was investigated. MoC thin films deposited by the unbalanced magnetron sputtering method exhibited a smooth and uniform surface. However, as the graphite target power density increased, the rms surface roughness of the MoC film increased, and the hardness and elastic modulus of the MoC thin film increased. Additionally, as the graphite target power density increased, the resistivity value of the MoC film increased. In the performance of an organic thin film transistor using a MoC gate electrode, the carrier mobility, threshold voltage, and drain current on/off ratio (I_on/I_off) showed 0.15 cm²/V·s, -5.6 V, and 7.5×10⁴, respectively.

• The Plant Pathology Journal
• /
• 제40권3호
• /
• pp.261-271
• /
• 2024

Sulfur is one of the inorganic elements used by plants to develop and produce phytoalexin to resist certain diseases. This study reported a method for preparing a material for plant disease resistance. Sulfur nanoparticles (SNPs) stabilized in the chitosan-Cu²⁺ (CS-Cu²⁺) complex were synthesized by hydrolysis of Na₂S₂O₃ in an acidic medium. The obtained SNPs/CS-Cu²⁺ complex consisting of 0.32% S, 4% CS, and 0.7% Cu (w/v), contained SNPs with an average size of ~28 nm as measured by transmission electron microscopy images. The X-ray diffraction pattern of the SNPs/CS-Cu²⁺ complex showed that SNPs had orthorhombic crystal structures. Interaction between SNPs and the CS-Cu²⁺ complex was also investigated by ultraviolet-visible. Results in vitro nematicidal effect of materials against Meloidogyne incognita showed that SNPs/CS-Cu²⁺ complex was more effective in killing second-stage juveniles (J2) nematodes and inhibiting egg hatching than that of CS and CS-Cu²⁺ complex. The values of LC₅₀ in killing J2 nematodes and EC₅₀ in inhibiting egg hatching of SNPs/CS-Cu²⁺ complex were 75 and 51 mg/l, respectively. These values were lower than those of CS and the CS-Cu²⁺ complex. The test results on the nematicidal effect against M. incognita on coffee pots showed that the SNPs/CS-Cu²⁺ complex was 100% effective at a concentration of 150 mg/l. Therefore, the SNPs/CS-Cu²⁺ complex could be considered as a biochemical material with potential for agricultural applications to control root-knot nematodes.

• 대한화학회지
• /
• 제59권5호
• /
• pp.397-406
• /
• 2015

II-VI 족 무기 화합물 반도체인 ZnO는 폭 넓은 응용분야 때문에 많은 관심을 받고 있다. ZnO는 넓은 밴드갭(3.37 eV)과 큰 excitation binding energy(60 meV)를 가지고 있고 광학특성, 반도체, 압전특성, 자성, 항균성, 광촉매 등 여러 분야에 응용 가능한 물질로 알려져 있다. 특히 광촉매 분야에 적용할 때 재수득의 문제를 위해 자성을 갖는 물질과 core-shell 구조를 이루는 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서, magnetic core-shell ZnFe₂O₄@ZnO@SiO₂ nanoparticles(NPs)는 3단계 과정을 통해 성공적으로 합성하였다. 합성된 물질들의 구조적 특성을 확인하기 위해 X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR)을 사용하였다. ZnFe₂O₄ spinel 구조와 ZnO wurtzite 구조는 XRD를 사용하여 확인되었고, 전구체의 농도별 분석을 통해 ZnO 생성 비율을 확인 하였다. 합성된 물질들은SEM을 통하여 표면의 변화를 확인하였다. SiO₂층의 형성과 ZnFe₂O₄@ZnO@SiO₂ NPs의 합성은 FT-IR을 통해 Fe-O, Zn-O 및 Si-O-Si 결합을 확인하였다. 합성된 물질들의 자기적 성질은 Vibrating sample magnetometer(VSM)을 사용 하여 분석하였다. ZnO층과 SiO₂ 층의 형성의 결과는 자성의 증가와 감소로 확인하였다. 합성된 ZnFe₂O₄@ZnO@SiO₂ NPs의 광촉매 효과는 오염물질 대신 methylene blue(MB)를 사용하여 UV 조사 하에 암실에서 실험하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.230-234
• /
• 2013

ATO 나노 입자들로 구성된 적외선 차단 박막이 솔-젤 법에 의해 성공적으로 제조되었다. 코팅액은 유무기 하이브리드 바인더와 콜로이드 ATO 용액으로 합성되었고 ATO 박막은 슬라이드 유리기판에 5~40 mm/s의 인상속도로 코팅되었다. 인상속도가 5 mm/s에서 40 mm/s로 증가함에 따라 코팅막의 두께 또한 $1.05{\mu}m$에서 $4.25{\mu}m$로 증가하였다. 그리고 파장 780 nm에서 2500 nm에서의 적외선 차단율은 49.5 %에서 66.7 %로 증가하였다. 또한 $80^{\circ}C$에서 건조된 ATO 박막의 연필경도 값은 5H를 나타내었고 tetraethylorthosilicate와 methyltrimethoxysilane을 합성한 하이브리드 바인더의 영향으로 테이프테스트 후 코팅막은 벗겨지지 않았다. 서로 다른 인상속도에 의해 제조된 박막의 표면구조, 광학적 특성 그리고 박막두께는 FE-SEM, UV-Vis-NIR 분광기 그리고 Dektak에 의해 측정되었다.

• 멤브레인
• /
• 제19권2호
• /
• pp.96-103
• /
• 2009

본 연구에서는 poly(vinyl chloride) (PVC)가지형 공중합체 전해질과 헤테로폴리산(HPA)을 이용하여 유무기 합성 전해질막을 제조하였다. poly(vinyl chloride)-g-poly(styrene sulfonic acid) (PVC-g-PSSA)는 PVC의 이차 염소의 직접적인 개시를 이용한 atom transfer radical polymerization (ATRP)로 합성하였다. 이때, HPA 나노입자는 수소 결합을 통해 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체와 결합하는 것을 FT-IR spectroscopy를 통하여 확인하였다. 전해질막의 수소이온 전도도는 HPA의 질량 분율이 0.3이 될 때까지 상온에서 0.049에서 0.068 S/cm로 증가하였다. 이것은 HPA 나노입자 고유의 전도도와 가지형 공중합체가 가지고 있는 술폰산의 강화된 산도 때문이라고 추정된다. 합습률은 HPA의 질량 분율이 0.45까지 증가할수록 130에서 84%로 감소하였다. 이것은 HPA나노입자와 고분자 메트릭스 사이의 수소 결합의 상호작용 때문에 물을 흡수하는 site의 수가 감소한 결과라고 볼 수 있다. 열중량 분석결과 HPA의 농도가 증가할수록 전해질막의 열적 안정성이 강화된다는 것을 알 수 있었다.

• 청정기술
• /
• 제30권2호
• /
• pp.145-156
• /
• 2024

탄소는 비표면적이 매우 크고 우수한 화학적 안정성을 지녀 촉매 지지체로 사용한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 탄소를 지지체로 사용하는데 있어 전처리 과정은 필수적이다. 전처리를 통해 금속 입자의 성장을 제어해 안정화하고 지지체와 금속 입자 간 결합력을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 표면 개질을 위해 탄소의 전처리를 실시하였으며 이를 촉매 지지체로 사용해 5 wt% Pd/C 촉매를 합성하였다. 제조된 촉매의 활성은 페놀 수소화 반응을 통해 평가되었다. 탄소 전처리 시 일반적으로 사용되는 질산과 비교하고자 유기산을 사용해 탄소 전처리를 진행하였고 이를 지지체로 사용해 촉매를 제조하였다. 글루콘산으로 처리된 촉매는 94.93%의 전환율과 92.76%의 사이클로헥사논 선택도를 나타내 질산으로 처리된 촉매보다 우수한 활성을 나타냈다. 따라서 유기산을 이용한 탄소의 전처리가 무기산 처리의 단점을 개선하는 것뿐만 아니라 촉매 성능 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.