• 제목/요약/키워드: Nanoparticle film

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산화아연 나노입자 유형이 카라기난 기반 복합 필름의 구조, 기계적 및 항균 특성에 미치는 영향 (Effect of zinc oxide nanoparticle types on the structural, mechanical and antibacterial properties of carrageenan-based composite films)

  • 신가영;김효린;박소윤;박미소;김찬형;허재영
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.126-137
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    • 2024
  • 카라기난 기반 복합필름은 세 가지 다른 아연 염(zinc acetate, zinc chloride 및 zinc nitrate) 원료를 사용하여 합성한 ZnONPs를 카라기난에 첨가하여 solvent casting 방법으로 제작되었다. SEM 결과에 따르면, 사용된 아연 염의 종류에 따라 ZnONPs의 크기와 모양에 차이가 나타났지만, 모든 ZnONPs가 카라기난 복합필름 내에서 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 카라기난 기반 복합필름(Car-ZnONPs)의 두께는 아연 염의 종류와 관계없이 순수 카라기난 필름에 비해 증가하였다. 파단 연신율(EB)은 증가하였고, 인장강도(TS)는 유의적으로 감소하였으며, 탄성 계수(EM)는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 복합필름의 기계적 특성인 TS와 EB는 첨가된 나노입자의 크기와 첨가량에 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 또한, 모든 종류의 Car-ZnONPs 복합필름은 E. coli O157:H7 및 L. monocytogenes 에 대해 강한 항균 활성을 나타냈으며, 특히 zinc chloride로 합성된 Car-ZnONPsZC 필름이 가장 우수한 항균 성능을 나타냈다. 이는 zinc chloride에서 합성된 나노입자가 다른 아연 염에 비해 더 많은 아연 이온을 방출하기 때문으로 판단된다. 아연 염의 종류가 ZnONPs의 항균 능력에 영향을 미치며, 이러한 영향은 염의 종류에 따라 변화하는 ZnONPs의 크기, 형태 및 아연 이온 방출 정도에서 기인한다. 평가된 복합필름 중 Car- ZnONPsZC가 가장 높은 자외선 차단 특성을 보였으며, 파단 연신율도 순수 카라기난 필름에 비해 유의미하게 증가하여, 포장된 식품의 안전성을 유지하고 유통기한을 연장하는 데 활성 포장 필름으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Heterocoagulation으로 제조된 PBA/PS/Si 블렌드의 압력가소성 (Baroplastic Process of PBA/PS/Si Blend Prepared by Heterocoagulation)

  • 이광희;류상욱
    • 폴리머
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    • 제36권6호
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    • pp.727-732
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    • 2012
  • 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.

일반화된 이차원 상관 분광학: 원리 및 응용 (Generalized Two-dimensional (2D) Correlation Spectroscopy: Principle and Its Applications)

  • 정영미;김승빈
    • 대한화학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.447-459
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    • 2003
  • 일반화된 이차원 상관 분광학은 모든 분자 분광학 즉, 적외선 (infrared, IR), 근적외선 (near-infrared, NIR), 라만 (Raman) 및 형광 (fluorescence) 분광학뿐만 아니라 X-ray 회절, X-ray 흡수 분광학 (XAS), 크로마토그래피 (chromatography) 등에 적용되어 시간뿐만 아니라 온도, 압력, 농도, 조성과 같은 다른 물리적 변화인 외부 섭동 (perturbation) 아래에서 얻은 스펙트럼 분석의 새로운 분광학으로 다양한 분야의 연구가 활발히 진행 중이다. 또한 같은 외부 섭동 아래에서 얻은 완전히 다른 두 스펙트럼의 2D hetero-spectral correlation analysis가 가능하므로 다양한 분야 즉, 생체 물질, 고분자, 나노입자 등의 연구가 활발히 진행 중이다. 이런 다양한 분야의 응용성 때문에 ?일반??이차원 상관 분광학??물리, 분석, 고분자, 나노물질 및 생화학 연구에 새로운 방향을 제시할 수 있을 뿐만 아니라 바이오 나노기술 연구에 상승 효과를 제공할 수 있다. 본 논문은 "일반화된 이차원 상관 분광학"의 원리와 그 다양한 응용성을 본 저자들의 연구를 중심으로 소개하고자 한다.

수소-알코올연료전지를 위한 금속-산화물 나노구조제어 (Control of Metal-Oxide Nanostructures for $H_{2}-Alcohol$ Fuel Cells)

  • 박경원;송유정;한상범;이종민
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.141-145
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    • 2007
  • Due to their excellent catalytic activity with respect to methanol oxidation on platinum at low temperature, platinum nanosized catalysts have been a topic of great interest for use in direct methanol fuel cells (DMFCs). Since pure platinum is readily poisoned by CO, a by-product of methanol electrooxidation, and is extremely expensive, a number of efforts to design and characterize Pt-based alloy nanosized catalysts or Pt nanophase-support composites have been attempted in order to reduce or relieve the CO poisoning effect. In this review paper, we summarize these efforts based upon our recent research results. The Pt-based nanocatalysts were designed by chemical synthesis and thin-film technology, and were characterized by a variety of analyses. According to bifunctional mechanism, it was concluded that good alloy formation with $2^{nd}$ metal (e.g., Ru) as well as the metallic state and optimum portion of Ru element in the anode catalyst contribute to an enhanced catalytic activity for methanol electrooxidation. In addition, we found that the modified electronic properties of platinum in Pt alloy electrodes as well as the surface and bulk structure of Pt alloys with a proper composition could be attributed to a higher catalytic activity for methanol electooxdation. Proton conducting contribution of nanosized electrocatalysts should also be considered to be excellent in methanol electrooxidation (Spillover effect). Finally, we confirmed the ensemble effect, which combined all above effects, in Pt-based nanocatalsyts especially, such as PtRuRhNi and $PtRuWO_{3}$, contribute to an enhanced catalytic activity.

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액상 펄스 레이저 어블레이션에 의한 친수성 그라파이트 나노입자의 제조 및 센서 응용 (Hydrophilic Graphite Nanoparticles Synthesized by Liquid Phase Pulsed Laser Ablation and Their Carbon-composite Sensor Application)

  • 최문열;김용태
    • 전기화학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.236-241
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    • 2012
  • 일반적으로 그라파이트는 높은 결정성으로 인해 나노입자상으로 제조하기 어려우며 특히 표면에 친수성을 부여하기가 쉽지 않은 재료로 알려져 왔다. 본 연구에서는 박막 증착에 널리 활용되어 오던 펄스 레이저 어블레이션 기법을 액상에 적용하여 친수성이 부여된 그라파이트 나노입자를 합성하였다. 타겟으로는 그라파이트 로드를 사용하였으며 레이저 출력을 조절하며 액상에서 어블레이션을 실시한 결과 매우 높은 분산 안정성을 갖는 친수성 그라파이트 나노입자를 합성할 수 있었다. FT-IR 분석결과 합성된 친수성 그라파이트 나노입자는 카르복시기 및 카르보닐기 등이 나노입자의 형성과 동시에 표면에 도입된 것이 밝혀졌으며 이는 제타 포텐셜로도 확인할 수 있었다. 최종적으로 Polyethyleneglycol(PEG)과 컴포지트하여 아세톤 센서에 적용한 결과 기존의 카본 블랙 대비 우수한 감도를 나타내었다.

TiO2/ITO 나노구조체 광전극의 합성 및 염료감응 태양전지에의 적용 (Synthesis of TiO2/ITO Nanostructure Photoelectrodes and Their Application for Dye-sensitized Solar Cells)

  • 김대현;박경수;최영진;최헌진;박재관
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.94-98
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    • 2011
  • A Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) nanowire photoelectrode was produced using a simple metal evaporation method at low synthesis temperature (< $540^{\circ}C$). The nanowire electrodes have large surface area compared with that of flat ITO thin film, and show low electrical resistivity of $5.6{\times}10^{-3}{\Omega}cm$ at room temperature. In order to apply ITO nanowires to the photoelectrodes of dye-sensitized solar cell (DSSC), those surfaces were modified by $TiO_2$ nanoparticles using a chemical bath deposition (CBD) method. The conversion efficiency of the fabricated $TiO_2$/ITO nanostructure-based DSSC was obtained at 1.4%, which was increased value by a factor of 6 than one without ITO nanowires photoelectrode. This result is attributed to the large surface area and superior electrical property of the ITO nanowires photoelectrode, as well as the structural advantages, including short diffusion length of photo-induced electrons, of the fabricated $TiO_2$/ITO nanostructure-based DSSC.

Brush-painted Ti-doped In2O3 Transparent Conducting Electrodes Using Nano-particle Solution for Printable Organic Solar Cells

  • 정진아;김한기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.458.2-458.2
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    • 2014
  • We have demonstrated that simple brush-painted Ti-doped $In_2O_3$(TIO) films can be used as a cost effective transparent anodes for organic solar cells (OSCs). We examined the RTA effects on the electrical, optical, and structural properties of the brush painted TIO electrodes. By the direct brushing of TIO nanoparticle ink and rapid thermal annealing (RTA), we can simply obtain TIO electrodes with a low sheet resistance of 28.25 Ohm/square and a high optical transmittance of 85.48% under atmospheric ambient conditions. Furthermore, improvements in the connectivity of the TIO nano-particles in the top region during the RTA process play an important role in reducing the resistivity of the brush-painted TIO anode. In particular, the brush painted TIO films showed a much higher mobility ($33.4cm^2/V-s$) than that of previously reported solution-process transparent oxide films ($1{\sim}5cm^2/V-s$) due to the effects of the Ti dopant with higher Lewis acid strength (3.06) and the reduced contact resistance of TIO nanoparticles. The OSCs fabricated on the brush-painted TIO films exhibited cell-performance with an open circuit voltage (Voc) of 0.61 V, shot circuit current (Jsc) of $7.90mA/cm^2$, fill factor (FF) of 61%, and power conversion efficiency (PCE) of 2.94%. This indicates that brush-painted TIO film is a promising cost-effective transparent electrode for printing-based OSCs with its simple process and high performance.

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Improved Performance of CdS/CdTe Quantum Dot-Sensitized Solar Cells Incorporating Single-Walled Carbon Nanotubes

  • Shin, Hokyeong;Park, Taehee;Lee, Jongtaek;Lee, Junyoung;Yang, Jonghee;Han, Jin Wook;Yi, Whikun
    • 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.

Effects of Au Nanoparticle Monolayer on or Under Graphene for Surface Enhanced Raman Scattering

  • Kim, B.Y.;Jung, J.H.;Sohn, I.Y.;Lee, N.E.
    • 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.

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AOT W/O 마이크로에멀젼을 이용한 할로겐화은 나노입자 제조에서 연속상 오일의 영향 (Effect of Continuous Oil Phase on Preparation of Silver Halide Nanoparticles using AOT-Based W/O Microemulsions)

  • 정길용;임종주
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권4호
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    • pp.364-371
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    • 2007
  • 본 연구에서는 연속상의 종류가 AOT 계면활성제 시스템의 water-in-oil(W/O) 마이크로에멀젼을 이용한 할로겐화은 나노입자 제조에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 이를 위하여 계면활성제, 연속상 오일, 무기염 수용액으로 이루어진 삼성분 시스템에 대하여 탄화수소의 연속상 종류를 변화하면서 상평형 실험을 수행한 결과, 탄화수소의 사슬 길이가 증가함에 따라 계면활성제 시스템의 친수성이 증가하여 단일상으로 존재하는 W/O 마이크로에멀젼 영역은 증가하였다. 상평형 실험결과에 의하여 결정된 단일상의 영역 내에서 W/O 마이크로에멀젼을 이용하여 할로겐화은 나노입자를 제조한 결과, 10 nm 전후의 구형에 가까운 비교적 균일한 입자가 형성되었다. 사용한 연속상 탄화수소의 사슬 길이가 증가할수록 마이크로에멀젼의 film rigidity를 감소시킴에 따라 마이크로에멀젼 사이의 교환 속도가 빨라져서 생성된 할로겐화은 나노입자의 크기는 작아지고 반면에 개수는 증가하였다. 또한 동일한 시스템에서 무기염 수용액의 조성을 증가시킴에 따라 생성된 나노입자의 크기는 증가함을 알 수 있었다.