이 연구는 나노 입자의 혼입이 시멘트 모르타르의 파괴인성치에 미치는 영향을 조사하였다. 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT), 나노실리카 (nanosilica. NS), 그리고 나노 탄산칼슘 (nano calcium carbonate, NC)가 각각 혼입된 시멘트 모르타르의 3점 재하 휨강도, 압축강도, 슬럼프 실험을 수행하였다. 물시멘트비, 잔골재시멘트비가 각각 0.45, 1.5인 모르타르에 19.5 mm 강섬유가 0, 2 vol.% 혼입된 시멘트 모르타르를 사용하였다. 나노 입자 혼입은 시멘트 모르타르의 파괴인성치와 압축강도를 일부 향상시켰다. 그러나 강섬유가 보강된 시멘트 모르타르의 경우 나노 입자 혼입은 모르타르 유동성을 저하하여 강섬유의 분산도에 부정적 영향을 초래하여 오히려 파괴인성치를 감소시키는 결과를 확인할 수 있었다. 나노 입자의 혼입으로 인한 모르타르의 유동성 저하를 개선할 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.
양이온성 및 음이온성 계면활성제로 합성된 poly(butyl acrylate)(PBA), polystyrene(PS) 에멀젼을 다양한 농도로 혼합하여 높은 수율의 압력가소성 고분자 블렌드로 제조하였다. 이들 입자간의 heterocoagulation은 각 에멀젼의 농도에 크게 의존하였지만, 일정한 비율의 음이온과 양이온 사이에서만 진행되었고, 사용된 고분자의 양에 상관없이, 거의 균일한 조성의 블렌드가 얻어졌다. 비슷한 방법을 이용하여 음이온성 PBA와 양이온성 PS 나노입자에 음이온성 실리카 나노입자를 정전기적으로 첨가함으로써 정량적인 PBA/PS/Si 블렌드를 제조하였다. PBA/PS/Si 블렌드는 $25^{\circ}C$, 13.8MPa, 10분의 조건에서 압축성형으로 가공되었으며, 2 혹은 5 wt%의 실리카가 첨가된 시편의 경우, 반투명의 필름형상으로 성형되어 3.0 MPa의 인장강도와 25MPa의 탄성계수를 얻을 수 있었다.
The aerosol nanoparticles are suspected to be exposed to workers in nanomaterial manufacturing facilities. However, the exposure assessment method has not been established. One of important issues is to characterize background level of nanoparticles in workplaces. In this study, intensive aerosol measurements were made at a $TiO_2$ manufacturing laboratory for five consecutive days in May of 2010. The $TiO_2$ nanoparticles were manufactured by the thermal-condensation process in a heated tube furnace. The particle number size distribution was measured using a scanning mobility particle sizer every 5 min, in order to detect particles ranging from 14.5 to 664 nm in diameter. Total particle number concentration shows a severe diurnal variation irrespective of manufacturing process, which was governed by nanoparticles smaller than 50 nm in diameter. During the background monitoring periods, significant peak concentrations were observed between 2 p.m. and 3 p.m. due to the infiltration of secondary aerosol particles formed by photochemical smog. Although significant increase in nanoparticle concentration was also observed during the manufacturing process twice among three times, these particle peak concentrations were lower than those observed during the background measurement. It is suggested that the investigation of background particle contamination is needed prior to conducting main exposure assessment in nanomaterial manufacturing workplaces or laboratories.
리튬이차전지 음극활물질로 사용되는 합성흑연입자에 여러종류금속을 코팅하여 그 전기화학적특성을 조사하였으며, 구체적인 코팅방법으로는 가스분산스프레이 코팅법을 적용하였다. 본 연구범위내에서 금속을 코팅한 입자로 제조된 전극은 충방전시 형성되는 계면저항을 감소시킴으로서 결과적으로 원시료에 비해서 높은 방전용량을 나타내었다. CV실험을 통해서 은과 주석은 리튬과의 합금반응을 확인할 수 있었으나, 2.5 중량$\%$ 이하의 낮은 코팅량을 고려했을 때, 높은 분산도를 지닌 금속 물질의 코팅을 통한 전극 활물질 표면의 균일한 전도도의 증가가 주요원인인 것으로 사료되었다. 단일계 금속으로 코팅하였을 경우 은코팅한 전극활물질이 가장 높은 방전용량과 사이클특성을 나타내었고, 은을 기본으로 하는 이성분계에서는 은-니켈전극이 가장 높은 고율특성을 나타내었다.
In high-density hard disk drives, the slider should be made to fly close to the magnetic recording disk to generate better signal resolution and at an increasingly high velocity to achieve better data rate. The slider disk interaction in CSS (contact-start-stop) mode is an important source of particle generation. Contamination particles in the hard disk drive can cause serious problems including slider crash and thermal asperities. We investigated the number and the sizes of particles generated in the hard disk drive, operating at increasing disk rotational speeds, in the CSS mode. CNC (condensation nucleus counter) and PSS (particle size selector) were used for this investigation. In addition, we examined the particle components by using SEM (scanning electron microscopes), AES (auger electron spectroscopy), and TOF-SIMS (time of flight-secondary ions mass spectrometry). The increasing disk rotational speed directly affected the particle generation by slider disk interaction. The number of particles that were generated increased with the disk rotational speed. The particle generation rate increased rapidly at motor speeds above 8000 rpm. This increase may be due to the increased slider disk interaction. Particle sizes ranged from 14 to 200 nm. The particles generated by slider disk interaction came from the lubricant on the disk, coating layer of the disk, and also slider surface.
백금은 물리화학적 특성에 기인하여 많은 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 이러한 분야에서는 아주 미세한 백금의 사용을 요구하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 액상에서 환원제를 사용하여 백금염을 환원시킴으로서 나노크기의 백금을 제조하는 방법에 대하여 알아보았다. 수용액상에서 C14TABr과 $H_2[PtCl_6]$ 상호작용은 $[C1_4TA]_2[PtCl_6]$의 유기백금염 화합물을 형성한다. 단분산 나노 백금입자를 얻기 위해서는 $C1_4TABr$과 $H_2[PtCl_6]$ 농도가 각각 cmc와 0.32 mM 이상이 되어야 한다. $H_2[PtCl_6]$와 C14TABr 농도가 증가함에 따라 백금입자 크기가 증가하였으며, 백금입자의 형태는 C14RABr농도 증가에 따라 제어가 가능하였다.
표면의 고해상도 이미지는 나노(nano)사이즈 부터 마이크로미터까지 특정한 크기를 갖는 기공이나 형상에 대한 자세한 정보를 제공한다. 그러나 표면의 고해상도 이미지로 부터 기공이나 형상에 대한 효율적인 연관성을 결정하는 것은 아직 확실하지 않다. 기공이나 형상의 효율적 연관성을 위하여 소자의 표면특성은 SEM 사진을 촬영하고 이미지를 이진화하여 프랙탈 차원으로 고찰하였다. 소자의 표면 분석을 위하여 프랙탈 프로그램은 직접 코딩하였다. 소자 표면 특성과 전기적 특성은 프랙탈 차원과 연관성이 있을 것으로 생각된다. 프랙탈 차원은 내부 기공의 증가와 더불어 감소하였다. 소자 표면의 구조적 특성인 입자의 밀도와 입계는 프랙탈 차원과 연관이 있었다. 입자의 크기는 프랙탈 차원의 증가와 더불어 감소하였으며 균일하게 형성되었다. 입자가 균일하게 형성되면 기공이 적게 존재하여 프랙탈 차원이 증가하였다.
기능성 화장품 원료로서 관심을 갖는 비타민 C(L-ascobic acid)는 피부에 대한 안전성, 항산화성으로 인해 노화방지 및 미백, 잔주름개선 등의 효능을 갖지만 화학적으로 쉽게 산화된다. 따라서 본 연구에서는 비타민 C의 안정성에 대한 단점을 보완하기 위하여, 에멀젼 중합법으로 다양한 마이크론 크기의 Polymethylmethacrylate(PMMA)입자를 제조하고, 제조된 PMMA의 입자 표면에 코팅용액(물과 에탄올 혼합용매에 cyclodextrin과 비타민 C를 녹인 용액)을 이용하여 비타민 C를 코팅처리 하였다. 코팅처리 후, 실온 및 $40^{\circ}C$에서 시간에 따른 비타민 C의 함량을 조사한 결과, 56일이 경과후에도 비타민 C가 86.4%가 잔존함을 확인 할 수 있었다.
단결정의 실리콘 웨이퍼를 hydrofluoric acid와 ethyl alcohol이 혼합된 용액에 담궈 적정한 전류를 흘려주면 웨이퍼 표면에 수많은 pore를 형성하면서 에칭되어진다. 이러한 pore의 형태와 porosity는 전류 값과 에칭 시간 및 주기를 변화시켜 쉽게 조절할 수 있는데, 이렇게 제작된 다공성 실리콘은 수백 $m^2/cm^3$의 큰 표면적을 가지게 된다. 이때 sin 파와 같은 모양으로 시간대별 가해지는 전류 밀도를 다르게 해주어 pore안쪽의 모양을 변화시켜 주어 가시광선 영역에서 하나의 spectrum을 나타나게 되는 rugate 박막을 제작 한다. 본 연구에서는 법과학적인 목적으로 코드화된 다공성 실리콘의 rugate film을 이용하여 nano particle을 제작한 다음 이 입자들을 페인트에 혼합, 차량에 도포하고, 회수 후에 이를 확인할 수 있는지 조사하였다. 본 연구에서는 또 다양하게 가해지는 전류 값을 변경 또는 혼합하여 다공성 실리콘에 다양한 코드화를 시도하였으며, 사고 시 탈착한 페인트에서 다공성 실리콘 nano particle을 회수 하기위해 다공성 실리콘 안에 magnetite를 삽입하여 자석을 이용한 미량 나노입자 시료를 응집시켜 스펙트럼을 확인하였다.
환경 나노 기술의 빠른 발전과 함께 다양한 종류의 나노 입자에 의한 미생물 불활성화 성능이 주목 받아 왔으며, 이러한 특성을 적용한 제품들이 연구개발되어 왔다. 하지만 최근 나노 입자가 갖는 탁월한 생물학적 특성이 환경에 유익한 미생물뿐만 아니라 인간에게까지 유해한 영향을 줄 수 있다는 독성 연구 결과가 발표됨에 따라, 관련 연구자 및 일반 시민들에게 우려와 논쟁을 가져오고 있다. 본 총설에서는 이러한 나노 물질의 양면성에 대한 정확한 이해를 돕고자 기존의 연구를 중심으로 다양한 나노 입자에 의한 미생물 불활성화 특성과 메카니즘 및 응용 분야에 대해서 검토, 정리하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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