• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.417-425
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• 2021

고용량 배터리에 대한 요구가 증가에 따라 기존 음극재보다 높은 용량(3,860 mAh/g)과 낮은 전기화학적 전위(-3.040 V)를 갖는 리튬 금속 기반 음극재에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수열 합성을 통해 제작된 아나타제(anatase) 타입의 TiO₂ 나노 입자 기반한 PVdF-HFP/TiO₂ 복합체를 리튬 금속 음극의 계면 보호층으로 적용하였다. 결정구조 및 형상 분석을 통해 유/무기-리튬 나노복합체 박막의 형성을 확인하였다. 또한, 전지화학 테스트(사이클 테스트 및 전압 프로파일)를 통해 리튬 금속 음극의 전기화학 성능 은 복합체 보호막이 TiO₂ 10 wt%, 코팅 두께 1.1 ㎛의 조건에서 가장 개선된 전기화학적 성능(콜롱 효율 유지: 77 사이클 동안 90% 이상) 발현을 확인하였다. 이를 통해, 처리하지 않은 리튬 전극 대비 본 보호층에 의한 리튬 금속 음극의 성능 안정화/개선 효과가 검증되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.714-719
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• 2017

입자의 크기와 형상을 제어할 수 있는 무기물질의 제한된 제조방법은 나노입자와, 의료, 전자부품, 반도체, 의약품, 화장품 등과 같은 다양한 산업영역에서 신물질을 개발하는데 중요한 요소이다. 탄산칼슘은 수많은 활용성 때문에 산업에서 가장 많이 주목받고 있는 물질중 하나이다. 용액결정화는 용액으로부터 녹아 있는 용질을 순수한 고체 형태로 추출하는 분리 공정으로, 화학공업과 제약공업 등에 널리 적용되어, 사용되고 있는 분리공정 중에 하나이다. 입자의 평균입경과 입도분포, 형상은 연속식 결정화기에서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 연속식 결정화기에서 염화칼슘 공정으로 탄산칼슘 입자를 제조할 때, 정상상태에서 탄산칼슘 입자의 입도분포와 입경변화에 대하여 연구하였다. 입자의 평균입경과 입도분포는 입도분석기를 이용하여 측정하였으며, 입자의 형상과 크기는 전자현미경(SEM)을 이용하여 변화를 관찰하였다. 정상상태에서, 주입되는 시료의 농도와 혼합속도가 증가 할수록 입자의 평균입경은 증가하고, 제조되는 입자는 aragonite 보다는 calcite 입자가 주로 생성된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.505-505
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• 2011

The control of wettability of thin films is of great importance and its success surely brings us huge applications such as self-cleaning, antifogging and bio-passive treatments. Usually, the control is accomplished by modifying either surface energy or surface topography of films. In general, hydrophobic surface can be produced by coating low surface energy materials such as fluoropolymer or by increasing surface roughness. In contrast, to enhance the hydrophillicity of solid surfaces, high surface energy and smoothness are required. Silica (SiO2) is environmentally safe, harmless to human body and excellently inert to most chemicals. Also its chemical composition is made up of the most abundant elements on the earth's crest, which means that SiO2 is inherently economical in synthesis. Moreover, modification in chemistry of SiO2 into various inorganic-organic hybrid materials and synthesis of films are easily undertaken with the sol-gel process. The contact angle of water on a flat silica surface on which the Young's equation operates shows ~50o. This is a slightly hydrophilic surface. Many attempts have been made to enhance hydrophilicity of silica surfaces. In recent years, superhydrophilic and antireflective coatings of silica were fabricated from silica nanoparticles and polyelectrolytes via a layer-by-layer assembly and postcalcination treatment. This coating layer has a high transmittance value of 97.1% and a short water spread time to flat of <0.5 s, indicating that both antireflective and superhydrophilic functions were realized on the silica surfaces. In this study, we assessed hydrophillicity and hydrophobicity of silica coating layers that were synthesized using the sol-gel process. Systematic changes of processing parameters greatly influence their surface properties.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.271-278
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• 2012

본 연구에서는 마이카와 산화 아연을 이용하여 복합 재료를 제조하고, 이를 자외선 차단 크림에 응용하는 연구를 수행하였다. 먼저 마이카와 산화 아연을 각각 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS)으로 처리하여 표면에 아민기를 생성시켰다. 아민기가 붙은 마이카를 1,4-phenylenediisothiocyanate (PDC)와 반응시켜 표면에 -N=C=S 작용기를 활성화시킨 후, 아민기가 붙어있는 산화 아연과 결합시켜 산화 아연으로 덮인 마이카 복합 재료를 합성하였다. 원소 분석, EDS 분석, 열 중량 분석, SEM 이미지 분석, 형광 이미지 분석, 제타 전위 측정, X-선 회절 분석, DRS UV/Vis 분석을 통하여 고체 생성물의 특성을 규명하였다. 최종적으로 표준 프로토콜로 제조된 자외선 차단 크림의 파장에 따른 투과도를 280~400 nm 범위에서 측정하여 자외선 차단 효과를 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.135-140
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• 2016

본 연구에서는 고분자전해질 연료전지의 전해질막의 성능향상을 위하여 철산화물(Ferroxane)과 나피온을 이용하여 유무기 복합막을 개발하였다. 아세트산을 이용하여 안정화시킨 lepidocrocite을 이용한 ferroxane 나노입자를 합성하였고, 이를 나피온과 혼합하여 복합막들을 제조하였다. 제조된 복합막들의 성능 및 열안정성을 평가하기 위해 이온전도도, 이온교환용량(IEC), 함수율 및 TGA 측정을 수행하였다. 그 결과 ferroxane 나노입자를 함유한 나피온 복합막의 수소이온전도도가 리캐스팅한 나피온막보다 높은 이온전도도 및 이온교환용량을 보였으며, 높은 열적 안정성 결과를 얻었다. 최고 성능의 복합막의 수소이온전도도는 $0.09S\;cm^{-1}$이며, 이온교환용량은 $0.906meq\;g^{-1}$을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.198-203
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• 2013

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) based on titanium dioxide ($TiO_2$) have been extensively studied because of their promising low-cost alternatives to conventional semiconductor based solar cells. DSSCs consist of molecular dye at the interface between a liquid electrolyte and a mesoporous wide-bandgap semiconductor oxide. Most efforts for high conversion efficiencies have focused on dye and liquid electrolytes. However, interface engineering between dye and electrode is also important to reduce recombination and improve efficiency. In this work, for interface engineering, we deposited semiconducting ferroelectric $BiFeO_3$ with bandgap of 2.8 eV on $TiO_2$ nanoparticles and nanotubes. Photovoltaic properties of DSSCs were characterized as a function of thickness of $BiFeO_3$. We showed that ferroelectric $BiFeO_3$-coated $TiO_2$ electrodes enable to increase overall efficiency of DSSCs, which was associated with efficient electron transport due to internal electric field originating from electric polarization. It was suggested that engineering the dye-$TiO_2$ interface using ferroelectric materials as inorganic modifiers can be key parameter for enhanced photovoltaic performance of the cell.

• 세라미스트
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• 제21권4호
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• pp.388-405
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• 2018

In this paper, we review about current development of electrode materials for Li-ion batteries and catalysts for fuel cells. We scrutinized various electrode materials for cathode and anode in Li-ion batteries, which include the materials currently being used in the industry and candidates with high energy density. While layered, spinel, olivine, and rock-salt type inorganic electrode materials were introduced as the cathode materials, the Li metal, graphite, Li-alloying metal, and oxide compound have been discussed for the application to the anode materials. In the development of fuel cell catalysts, the catalyst structures classified according to the catalyst composition and surface structure, such as Pt-based metal nanoparticles, non-Pt catalysts, and carbon-based materials, were discussed in detail. Moreover, various support materials used to maximize the active surface area of fuel cell catalysts were explained. New electrode materials and catalysts with both high electrochemical performance and stability can be developed based on the thorough understanding of earlier studied electrode materials and catalysts.

• 한국표면공학회지
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• 제52권2호
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• pp.90-95
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• 2019

Methylammonium lead bromide ($MAPbBr_3$) has attracted a lot of attention due to their excellent optoelectronic properties such as the compositional flexibility relevant to photoluminescence (PL) and UV-Vis absorbance spectrum, high diffusion length, and photoluminescence quantum yield (PLQY). Despite such advantages of organic-inorganic perovskite materials, more systematic study on manipulation of their optoelectronic properties in homo- or heterovalent metal ions doped halide perovskite nanocrystals is lacking. In this study, we systematically investigated the optical properties of colloidal $CH_3NH_3Pb_{1-x}Sn_xCl_{2x}Br_{3-2x}$ particles by addition of $SnCl_2$ into the typical methylammonium lead tribromide ($CH_3NH_3PbBr_3$) precursor solution. We found that only 1% addition of $SnCl_2$ shows a significant blue-shift from 540 nm to 420 nm in UV-Vis absorbance spectrum due to the strong quantum confinement effect. Furthermore, continuous blue-shift in photoluminescence spectra was observed as the amount of Cl increases. These experimental results provide new insights into the replacement of Pb within $MAPbBr_3$, required for the broadening of their application.

• 식품과학과 산업
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• 제50권2호
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• pp.52-59
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• 2017

나노포장은 나노물질 첨가에 따라 항균성, 가스 및 자외선 차단성과 같은 기능성이 향상된다는 장점이 부각되면서 오랫동안 개발되어 왔다. 하지만 최근들어 이러한 나노물질들이 식품과 직접적으로 접촉되면서 식품으로 이행되어 식품과 함께 섭취될 수 있기 때문에 안전하지 않을 수 있다는 논란이 있다. 독일, 스페인, 영국 등의 많은 유럽 국가들에서는 이러한 문제에 대한 빠른 대처를 위해 2000년대 중반부터 또한 우리나라에서는 2014년부터 나노물질 적용 포장재에서 나노물질의 이행에 대한 연구를 수행하고 있다. 나노물질별, 환경별(온도, 시간), 식품모사용매 또는 식품 유형별에 따른 나노물질의 이행에 대한 연구결과를 바탕으로 향후 안전관리를 위한 방안과 가이드라인 등이 마련되어야 한다.

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