• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권10호
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• pp.2895-2900
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• 2014

We fabricated quantum dot-sensitized solar cells (QDSSCs) using cadmium sulfide (CdS) and cadmium telluride (CdTe) quantum dots (QDs) as sensitizers. A spin coated $TiO_2$ nanoparticle (NP) film on tin-doped indium oxide glass and sputtered Au on fluorine-doped tin oxide glass were used as photo-anode and counter electrode, respectively. CdS QDs were deposited onto the mesoporous $TiO_2$ layer by a successive ionic layer adsorption and reaction method. Pre-synthesized CdTe QDs were deposited onto a layer of CdS QDs using a direct adsorption technique. CdS/CdTe QDSSCs had high light harvesting ability compared with CdS or CdTe QDSSCs. QDSSCs incorporating single-walled carbon nanotubes (SWNTs), sprayed onto the substrate before deposition of the next layer or mixed with $TiO_2$ NPs, mostly exhibited enhanced photo cell efficiency compared with the pristine cell. In particular, a maximum rate increase of 24% was obtained with the solar cell containing a $TiO_2$ layer mixed with SWNTs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.636-636
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• 2013

Since first discovery of strong Raman spectrum of molecules adsorbed on rough noble metal, surface enhanced Raman scattering (SERS) has been widely used for detection of molecules with low concentration. Surface plasmons at noble metal can enhance Raman spectrum and using Au nanostructures as substrates of SERS has advantages due to it has chemical stability and biocompatibility. However, the photoluminescence (PL) background from Au remains a problem because of obtaining molecular vibration information. Recently, graphene, two-dimensional atomic layer of carbon atoms, is also well known as PL quenchers for electronic and vibrational excitation. In this study, we observed SERS of single layer graphene on or under monolayer of Au nanoparticles (NPs). Single layer graphene is grown by chemical vapor deposition and transferred onto or under the monolayer of Au NPs by using PMMA transfer method. Monolayer of Au NPs prepared using Langmuir-Blodgett method on or under graphene surface provides closed and well-packed monolayer of Au NPs. Scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy (WItec, 532 nm) were performed in order to confirm effects of Au NPs on enhanced Raman spectrum. Highly enhanced Raman signal of graphene by Au NPs were observed due to many hot-spots at gap of closed well-packed Au NPs. The results showed that single layer graphene provides larger SERS effects compared to multilayer graphene and the enhancement of the G band was larger than that of 2D band. Moreover, we confirm the appearance of D band in this study that is not clear in normal Raman spectrum. In our study, D band appearance is ascribed to the SERS effect resulted from defects induced graphene on Au NPs. Monolayer film of Au NPs under the graphene provided more highly enhanced graphene Raman signal compared to that on the graphene. The Au NPs-graphene SERS substrate can be possibly applied to biochemical sensing applications requiring highly sensitive and selective assays.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.472-477
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• 2015

본 연구에서는 패러데이 모트를 사용한 기존의 피코리터 주입용 미세유체 칩에 은 나노입자를 이용한 전극을 추가하여 전압을 낮추며 효율을 높이는 실험을 수행하였다. 먼저, 복잡한 제조공정에서 탈피하여 은 나노입자 용액을 한 방울 떨어뜨리는 간단한 과정만으로 미세유체 피코리터 주입기 내에 전극을 제조하였다. 본 개념을 통한 은 나노입자 전극과 패러데이 모트가 통합된 미세유체 칩은 은 나노입자 전극을 사용하지 않는 기존 미세유체 칩의 피코리터 주입 시작 전압인 260 V 보다 낮은 전압인 180 V에서 피코리터 주입이 작동되었다. 또한 미세유체 피코리터 주입기는 피코리터 주입 부피를 7.5 pL부터 27.5 pL까지 정밀하게 조절할 수 있음을 주된 장점으로 하고 있다. 본 미세유체 피코리터 주입기는 미세유체 시스템의 새로운 기능을 설계함으로써 각 연구분야를 탐구할 유용한 플랫폼으로 기대되고 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권12호
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• pp.3593-3599
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• 2010

In an original effort, this lab attempted to employ polystyrene nanoparticles as a template for the synthesis of ordered and highly porous macroporous $SiO_2$ thin films, utilizing their high combustion temperature and narrow size distribution. However, polystyrene nanoparticle thin films were not obtained due to the low interaction between individual particles and between the particle and silicon substrate. However, polystyrene-polyacrylic acid (PS-AA) colloidal particles of a core-shell structure were synthesized by a one-pot miniemulsion polymerization approach, with hydrophilic polyacrylic acid tails on the particle surface that improved interaction between individual particles and between the particle and silicon substrate. The PS-AA thin films were spin-coated in the thickness ranges from monolayer to approximately $1.0\;{\mu}m$. Using the PS-AA thin films as sacrificial templates, macroporous $SiO_2$ thin films were successfully synthesized by vapor deposition or conventional solution sol-gel infiltration methods. Inspection with field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that the macroporous $SiO_2$ thin films consist of interconnected air balls (~100 nm). Typical macroporous $SiO_2$ thin films showed ultralow refractive indices ranging from 1.098 to 1.138 at 633 nm, according to the infiltration conditions, which were confirmed by spectroscopy ellipsometry (SE) measurements. This research shows how the synthetic control of the macromolecule such as hydrophilic polystyrene nanopaticles and silicate sol precursors innovates the optical properties and processabilities for actual applications.

• 한국산업보건학회지
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• 제28권3호
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• pp.241-256
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• 2018

Objectives: This study aimed to review the characteristics of three-dimensional printing technology focusing on printing types, materials, and health hazards. We discussed the methodologies for exposure assessment on hazardous substances emitted from 3D printing through article reviews. Methods: Previous researches on 3D printing technology and exposure assessment were collected through a literature review of public reports and research articles reported up to July 2018. We mainly focused on introducing the technologies, printing materials, hazardous emissions during 3D printing, and the methodologies for evaluation. Results: 3D printing technologies can be categorized by laminating type. Fused deposition modeling(FDM) is the most widely used, and most studies have conducted exposure assessment using this type. The printing materials involved were diverse, including plastic polymer, metal, resin, and more. In the FDM types, the most commonly used material was polymers, such as acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) and polylactic acids(PLA). These materials are operated under high-temperature conditions, so high levels of ultrafine particles(mainly nanoparticle size) and chemical compounds such as organic compounds, aldehydes, and toxic gases were identified as being emitted during 3D printing. Conclusions: Personal desktop 3D printers are widely used and expected to be constantly distributed in the future. In particular, hazardous emissions, including nano sized particles and various thermal byproducts, can be released under operation at high temperatures, so it is important to identify the health effects by emissions from 3D printing. Furthermore, appropriate control strategies should be also considered for 3D printing technology.

• 설비공학논문집
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• 제28권3호
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• pp.95-102
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• 2016

A boiling heat transfer is used in various industry such as power generation systems, heat exchangers, air-conditioning and refrigerations. In the boiling heat transfer system, the critical heat flux (CHF) is the important factor, and it indicated safety of the system. It has kept up studies on the CHF enhancement. Recently, it is reported the CHF enhancement, when working fluid used the nanofluid with high thermal properties. But it could be occurred nanoflouling phenomenon from nanoparticle deposition, when nanofluid applied the heat transfer system. And, it is reported that the safety and thermal efficiency of heat transfer system could decrease. Therefore, it is compared and analyzed to the CHF and the boiling heat transfer coefficient on effect of artificial nanofouling (coating) in oxidized multi-wall carbon nanotube nanofluids. As the result, the CHF of oxidized multi-wall carbon nanofluids and the CHF of artificial nanofouling in the nanofluids increased to maximum 99.2%, 120.88%, respectively. A boiling heat transfer coefficient in nanofluid increased to maximum 24.29% higher than purewater, but artificial nanofouling decreased to maximum -7.96%.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권6호
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• pp.305-310
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• 2009

PMMA 입자의 표면에 양전하를 갖는 전해질 폴리머 PDDA와 음전하를 갖는TALH를 사용하여 $TiO_2$ 박막을 LBL 법에 의해 성공적으로 제조하였다. 수정진동자의 측정을 통해 TALH의 용액의 pH가 감소됨에 따라 TALH의 적층량이 늘어나고 PMMA의 입자 표면에 코팅된 (PDDA/TALH) 박막의 두께가 증가됨을 확인하였다. (PDDA/TALH)n의 순서에 의해 코팅된 PMMA 입자들은 bilayer 수의 변화에 따라 다양한 색 변화를 보여주었다. (PDDA/TALH) 박막의 bilayer 수(n)가 10과 20 일 경우에 $a^*$와 $b^*$의 값은 막이 코팅되지 않은 PMMA의 값보다 감소하였고 색 변화는 $a^*$, $b^*$ 색도도에서 각각 green과 blue 방향으로 이동하였다. 이후 n의 수가 30, 40으로 증가됨에 따라 $a^*$와 $b^*$의 값은 증가하였고 색의 변화는 red와 yellow 방향으로 각각 이동하였다. 최종적으로 $(PDDA/TALH)_{50}$ 박막이 코팅된 PMMA 입자들은 박막이 코팅되지 않은 PMMA 입자들과 거의 비슷한 $a^*$와 $b^*$의 값을 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.189-195
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• 2009

고순도의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드(nanorods)가 니켈산화물 나노입자를 촉매로 사용하고 갈륨금속분말을 원료물질로 이용하여 화학기상증착법으로 합성되었다. 전계방출형 주사전자현미경을 이용하여 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 관찰한 결과, 평균직경은 약 160 nm 그리고 평균길이는 $4{\mu}m$였으며 vaporsolid(VS) 성장기구를 통하여 성장되었음을 알 수 있었다. X-선 회절시험과 고분해능 투과전자 현미경을 이용한 결정구조 분석 결과, 합성된 나노로드의 내부는 단사정계 결정구조를 가지는 단결정의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$로 이루어져 있고 외벽은 비정질 갈륨옥사이드로 이루어진 코어-셀 구조로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 합성된 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 음극 활물질로 사용하여 전극을 제조하고 전기화학적 특성을 분석한 결과, 리튬/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드 전지는 첫 방전 시 867 mAh/g-$\beta-Ga_{2}O_{3}$의 높은 용량을 나타내었으나 초기 비가역 용량으로 인해 62%의 낮은 충 방전 효율을 나타내었다. 그러나 5 사이클 이후 높은 충 방전 효율을 보이며 30 사이클까지 안정된 사이클 특성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.118-123
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• 2008

본 연구에서는 multi-walled nanotubes(MWNTs)를 산소-불소 혼합가스로 처리하여, 표면 관능기를 분석하고, 그 처리효과를 조사하였다. 산소-불소 처리된 MWNTs의 표면특성은 FT-IR 그리고 XPS로 분석하였다. 처리된 탄소지지체에 백금 나노입자를 담지시킨 후, 입자 결정성크기와 담지함량을 조사하였다. 위 탄소지지체에 담지된 촉매의 전기화학적 특성은 전류-전압 곡선을 측정하여 분석하였다. 표면분석의 결과로부터, 산소 및 불소를 포함한 화학관능기가 탄소지지체에 도입된 사실을 알 수 있었다. 산소-불소 함량은 처리온도가 $100^{\circ}C$ 일때 최고값을 나타냈다. Pt/100-MWNTs 샘플의 경우, 3.5 nm의 최소의 결정성 크기를 보였고, 9.4%의 가장 높은 담지율을 나타냈다. 그러나, 이보다 높은 온도에서 처리된 샘플의 경우, 결정성 크기가 증가하였고, 담지율은 감소하였다. 이러한 결과를 통해, 결정성 크기와 담지율을 산소-불소 처리온도를 변화시켜 제어할 수 있었음을 제시하였다. 이와 연관되어, 촉매의 전기화학적 활성이 $100^{\circ}C$ 처리까지는 증가하다가, $200^{\circ}C$와 $300^{\circ}C$의 경우에는 감소하였다. Pt/100-MWNTs 샘플은 비교샘플 중에서 최고의 비전류밀도(specific current density)인 120 mA/mg 수치를 나타냈다.

• 청정기술
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• 제15권3호
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• pp.194-201
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• 2009

최근 주요 수질오염 물질로 대두되고 있는 질산성 질소의 제거를 목적으로 영가 철 나노입자에 의한 질산성 질소의 환원반응성을 평가하였다. 영가 철 나노입자의 제조방법에 따른 반응성 차이를 규명하기 위해 유기용매 상에 계면활성제를 첨가하여 나노미터 크기 수준의 수용액 분산상에서 입자를 합성하는 마이크로에멀젼 방법과, 수용액 상의 철 이온을 환원시켜 입자를 합성하는 두 가지 방법으로 영가 철 나노입자를 합성하였다. 또한 전기영동법으로 알루미늄에 침적시킨 영가 철 나노입자에 의한 질산성 질소 제거속도를 측정하고, 고정화되지 않은 나노 철 입자에 의한 반응속도와 비교하였다. 환원반응을 질산성 질소에 대한 1차 반응으로 가정하여 수용액 방법 및 마이크로에멀전 방법으로 제조된 영가 철 나노입자의 반응성을 평가한 결과, 반응속도상수는 각각 $1.40{\times}10^{-2}min^{-1}$ 와 $3.49{\times}10^{-2}min^{-1}$ 로서 비표면적에 비례하여 증가하였다. 알루미늄에 침적된 나노입자는 현탁된 나노입자의 반응과 비교하여 약 30% 감소된 반응속도를 보였으나, 과량의 질산성 질소가 존재하는 경우 나노 철의 단위 질량당 질산성 질소의 제거효율 면에서 더 우수한 특성을 보였다. 나노철 입자의 현탁액은 반응시간 30분 이내에 반응속도가 감소하는 경향을 보였으나, 알루미늄에 침적된 나노철 입자는 3시간 이상 활성을 유지하였으며, 최종 생성물로 기체 질소를 발생시키는 것을 확인하였다.