A wet-chemical route was utilized to obtain nanosized crystalline goethite ($\alpha$-FeOOH) particle, which was known as an oxidation catalyst in reducing carbon monoxide (CO) and dioxine during incineration. A cost-effective $FeSO_4{\cdot}7H_2O$ was used as starting raw material and a successive process of hydrolysis-oxidation was utilized as synthetic method. The effects of the initial $Fe^{2+}$ concentration, hydrolysis time and oxidation period on the crystalline phase and particle characteristics were systematically investigated by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and BET analyses. It was found that the spindle-shaped crystalline $\alpha$-FeOOH particle with the width of 70 nm and the length of 200 nm could be obtained successfully when the initial concentration of 1.5 M, hydrolysis time of 4h, and oxidation period of 10 h, respectively. In addition, it was observed that the spindle-shaped $\alpha$-FeOOH particle consisted of nano-sized primary crystallites of $30\~50\;nm$, which were de-agglomerated into individual particle and successively reagglomerated into spherical or irregular-shaped agglomerates beyond certain periods in the hydrolysis and oxidation process.
폴리(비닐 알코올) (PVA)과 폴리아크릴산-말레산-공중합체(PAM)의 블렌드를 수용액 상태로 얻은 후 점토인 사포나이트(SPT)를 분간시켜 필름 형태인 PVA/PAM/SPT의 나노복합재료를 합성하였다. 용액 삽입법을 이용하여 점토 함량을 0-9 wt%의 다양한 농도로 변화시켜 얻은 나노복합재료에 대해 분산도, 모폴로지 및 열적-기계적 성질 등을 각각 조사하였다. 점토 함량이 3 wt%일 때 점토 입자는 PVA/PAM 블렌드에 잘 분산되었으며, 점토함량이 7 wt%보다 많을 경우에는 고분자 모체에 일부 뭉친 구조가 관찰되었다. 나노복합재료의 열적 안정성은 점토함량이 9 wt%로 증가할 때까지 꾸준히 증가하였다. 인장 강도와 초기인장 탄성률은 점토 함량이 7 wt%일 때 최고값을 나타내었으나 그 이상의 점토 농도에서는 오히려 감소하였다. 본 연구 결과로부터 소량의 점토 첨가는 PVA/PAM 나노복합재료 필름의 열적, 기계적 성질을 증가시키는데 도움이 된다는 것을 알았다.
Nanotechnology has penetrated into the various branches of research and development and it is particularly of benefit to the particle size engineering. It has been widely known that the particle size of an active pharmaceutical ingredient (API) is critical in determining the bioavailability and processability of pharmaceutical formulation. However, the window of appropriate particle size has been limited mainly due to related processing difficulties. The windows have been widened by the recent development of nanotechnologies, resulting in diversified drug delivery systems. The impact of this development is far more fundamental than what can be expected from conventional particle size engineering. It is the case that the preparation and use of nanoparticles will soon be a common task in the particle engineering step of pharmaceutical unit operations. In this chapter, the basic principles of variouspreparation techniques will be discussed in detail. Regardless of processing details, the preparation methods of pharmaceutical nanoparticles mainly concern how to deal with the extra energy related with particle size. Depending on the ways of treating the e103 energy, preparation methods can be classified into two major classes, i.e.. thermodynamic and kinetic approaches. The recent progresses have shown the possibilities of much more complex combinations of different approaches and the use of new types of energy and nanostructures.
재생 세륨 전구체로부터 수산화세륨($Ce(OH)_3$), 염화세륨($CeCl_3{\cdot}nH_2O$), 탄산세륨($Ce_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$) 및 산화세륨($CeO_2$)을 합성하고 Ultra-sonication을 통해 나노입자의 산화세륨(IV)을 제조하였다. 폐 유리연마재로부터 정제한 약 99 wt% 재생 세륨 분말을 출발물질로 하여 황산침출과 황산나트륨의 첨가조건을 통해서 황산나트륨세륨 화합물($CeNa(SO_4)_2$)을 합성하였다. 또한 황산나트륨세륨 화합물과 수산화나트륨 수용액 첨가량 비의 조건을 달리하여 수산화세륨을 제조하였으며 염산의 첨가량에 따라 염화세륨을 합성하였다. 연속적인 합성공정으로 침상형의 탄산세륨을 합성한 후 하소와 분산을 통해서 평균 30~40 nm의 산화세륨(IV)을 합성하였다.
최근 근접장 광학주사현미경 (NSOM)을 이용한 재료의 표면 및 구조 분석은 생물학에서 재료과학에까지 광범위하게 응용되고 있다. 본 총설에서는 기존의 NSOM을 여러가지 현미경법 (광학, 형광, 전자 및 전기화학 현미경 관찰법)과 접목하여 구성한 다기능 NSOM (multi-functional NSOM, mf-NSOM)을 이용, 나노 재료의 고분해능 이미징에 대한 원리와 응용을 고찰하였다. 본 mf-NSOM 기술을 이용하여 실제로 Al합금 및 다결정 Ti 표면에서의 공식 (pitting)을 일으키는 취약 지역을 광학적으로 분석한 결과를 기술하였다. 또한, mf-NSOM과 레이저 기술을 통해 나노 Ag 입자를 형성하고 실시간 분석한 연구결과에 대해서도 소개하고자 한다.
$CO_2$를 포집, 수송, 저장하는 기술에 있어서 경제적이고 친환경적 혁신기술로 주목받고 있는 가스 하이드레이트 이용기술의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트를 이용한 $CO_2$ 수송/저장기술의 핵심이 되는 자기보존효과(self-preservation effect)가 발현하는지를 확인하고자 하였다. 특히 $CO_2$ 하이드레이트 입자의 직경에 대한 효과 정도를 실험적으로 살펴보았다. 밀리미터, 마이크론, 그리고 나노 크기의 각각 다른 직경을 갖는 세 종류 $CO_2$ 하이드레이트 샘플을 준비하였고, 3주간 $-15{\sim}-30^{\circ}C$의 온도 및 대기압 조건에서 각각의 샘플 무게 변화를 측정하였다. 실험연구 결과 $CO_2$ 하이드레이트의 자기보존효과를 최대한 얻기 위해서는 온도는 가능한 낮아야 하며, 샘플의 직경 크기가 클수록 좋고, 샘플은 치밀한 구조로 조직되어 높은 밀도를 갖는 방식으로 제조하는 것이 매우 향상된 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 금속 팔라듐 및 산화 팔라듐의 재활용을 위한 전 단계 연구로 수행되었다. 본 연구에서는 산화 팔라듐(PdO)의 형성을 위한 열역학적 수식들을 확립하였다. 또한 고상의 염화 팔라듐($PdCl_2$)을 염산 용액에 용해시킨 염화 팔라듐 용액을 원료용액으로 사용하였다. 이 원료 용액으로부터 분무열분해 공정에 의하여 평균입도 30 nm 이하의 산화 팔라듐 분체를 제조하였다. XRD 분석 결과 생성된 분체는 오직 PdO 상이었으며 TEM 분석결과 형성된 나노 PdO 입자들은 단결정 상임을 확인하였다. 또한 생성된 PdO 분말의 비표면적은 약 $32m^2/g$이었다.
최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제가 이슈화되면서 친환경 소재에 대한 관심이 점점 증가하고 있으며, 이에 따라 천연섬유를 활용한 복합재의 연구가 지속적으로 이루어지고 있지만 친환경 복합재의 강도나 계면 접착력에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 복합재료의 강도나 계면 접착력을 향상시키는 방법들 중 한 가지 방법은 나노 입자를 첨가하여 기계적 물성을 향상시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 고가의 나노소재를 대체할 수 있는 친환경적이면서 경제적인 천연섬유를 해초로부터 추출하여 첨가제를 제조하고, 복합재료의 제조 및 기계적 특성평가를 수행하였다. 시험결과 제조한 첨가제가 복합재료의 인장, 굽힘, 충격 등의 물성 향상에 효과가 있을 뿐만 아니라 친환경성과 경제성도 가지고 있어 후속연구를 통해 다양한 분야에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.
유기 분자의 자기조립 다분자막은 기질의 표면에서 전자기적인 상호작용을 통해 자발적으로 형성된다. 본 연구에서는 이 기술을 응용하여 고에너지물질의 안전성과 취급용이성이 향상됨을 입증하였다. 최근 다양한 연구에서 고에너지물질 결정 내부의 결함은 물질의 안전성을 저하시키는 요인이므로, 결정 입자의 크기를 감소시키는 연구가 중요시되고 있다. 이에 따라, 결정화 방법을 통해 제조된 나노 수준의 고에너지물질을 사용하였으며, 자기조립 다분자막 기술을 응용하여 물질의 안전성을 향상시켰다. 입도/표면전하/마찰감도/정전기 전하 등을 측정하여 표면개질 여부를 확인하였다.
본 연구에서는 다양한 종류의 보강제를 혼합한 EPDM 컴파운드의 원적외선에 의한 가교 반응을 조사하였다. 보강제가 원적외선에 의한 가교 반응에 미치는 영향을 평가하기 위하여 컴파운드의 발열 온도 및 DSC 분석에 의한 가교도를 측정하였으며, 특히 원적외선에 의한 가교 특성을 비교하기 위하여 동일 조건에서 열풍에 의한 가교 반응을 조사하였다. 원적외선 가교 조건에서 카본블랙을 혼합한 EPDM 컴파운드는 입자크기가 증가함에 따라 열전도도가 증가하며 이에 따라 원적외선에 의한 가교도 역시 증가하였으나, 열풍에 의한 가교도의 변화에는 거의 영향을 주지 못하였다. 보강제 종류에 따른 원적외선 가교 특성 평가 결과, 열전도도가 높은 아세틸렌 블랙을 함유한 컴파운드의 가교도가 가장 높게 나타났으며, 열전도도가 유사한 카본블랙 및 침강실리카의 경우 상대적으로 원적외선 흡수 특성이 우수한 침강실리카 배합 컴파운드의 경우 원적외선에 의한 가교도가 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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