• 제목/요약/키워드: Particle-in-cell method

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Fabrication and Characterization of Spherical Carbon-Coated Li3V2(PO4)3 Cathode Material by Hydrothermal Method with Reducing Agent

  • Moon, Jung-In;Song, Jeong-Hwan
    • 한국재료학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.519-524
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    • 2019
  • Spherical $Li_3V_2(PO_4)_3$ (LVP) and carbon-coated LVP with a monoclinic phase for the cathode materials are synthesized by a hydrothermal method using $N_2H_4$ as the reducing agent and saccharose as the carbon source. The results show that single phase monoclinic LVP without impurity phases such as $LiV(P_2O_7)$, $Li(VO)(PO_4)$ and $Li_3(PO_4)$ can be obtained after calcination at $800^{\circ}C$ for 4 h. SEM and TEM images show that the particle sizes are $0.5{\sim}2{\mu}m$ and the thickness of the amorphous carbon layer is approximately 3~4 nm. CV curves for the test cell are recorded in the potential ranges of 3.0~4.3 V and 3.0~4.8 V at a scan rate of $0.01mV\;s^{-1}$ and at room temperature. At potentials between 3.0 and 4.8 V, the third $Li^+$ ions from the carbon-coated LVP can be completely extracted, at voltages close to 4.51 V. The carbon-coated LVP exhibits an initial specific discharge capacity of $118mAh\;g^{-1}$ in the voltage region of 3.0 to 4.3 V at a current rate of 0.2 C. The results indicate that the reducing agent and carbon source can affect the crystal structure and electrochemical properties of the cathode materials.

Electrochemical oxidation of sodium dodecylbenzenesulfonate in Pt anodes with Y2O3 particles

  • Jung-Hoon Choi;Byeonggwan Lee;Ki-Rak Lee;Hyun Woo Kang;Hyeon Jin Eom;Seong-Sik Shin;Ga-Yeong Kim;Geun-Il Park;Hwan-Seo Park
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권12호
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    • pp.4441-4448
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    • 2022
  • The electrochemical oxidation process has been widely studied in the field of wastewater treatment for the decomposition of organic materials through oxidation using ·OH generated on the anode. Pt anode electrodes with high durability and long-term operability have a low oxygen evolution potential, making them unsuitable for electrochemical oxidation processes. Therefore, to apply Pt electrodes that are suitable for long-term operation and large-scale processes, it is necessary to develop a new method for improving the decomposition rate of organic materials. This study introduces a method to improve the decomposition rate of organic materials when using a Pt anode electrode in the electrochemical oxidation process for the treatment of organic decontamination liquid waste. Electrochemical decomposition tests were performed using sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) as a representative organic material and a Pt mesh as the anode electrode. Y2O3 particles were introduced into the electrolytic cell to improve the decomposition rate. The decomposition rate significantly improved from 21% to 99%, and the current efficiency also improved. These results can be applied to the electrochemical oxidation process without additional system modification to enhance the decomposition rate and current efficiency.

요꼬가와흡충의 성장기간별 충체조직내 항원성 부위 (Antigenic localities in the tissues of Metagonimus yokogawai in the period of growth)

  • 임한종;김수진;양미경
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제30권4호
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    • pp.309-322
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    • 1992
  • 요꼬가와흡충(Metagonimus yokogawai)이 숙주의 장에 기생하여 성숙하는 동안 숙주에게 항체생성을 유도하는 물질이 충체 조직내 분포하는 부위를 규명하고, 특정 성숙기간 동안 숙주로부터 생성된 항체의 면역반응 정도를 확인하기 위하여 요꼬가와흡충 퍼낭유충을 실험고양이에 감염시키고, 성숙단계별 충체와 면역항체를 얻었다. 충체의 조직항원과 면역항체를 반응시키고 황금입자를 표지하여 황금입자가 보지된 조직항원은 전자현미경으로 관찰하였다. 표지된 환금입자의 밀도에 따라 조직성분의 항원성을 측정한 결과 감염군 면역항체를 반응시킨 경우 숙주 체내에서 4주와 8주 그리고 12주 동안 성장한 충체 조직항원은 표피충의 표피합포체에 다소 높은 밀도의 황금입자가 표지되어 항원성이 강한 것으로 관찰되었다. 16주와 20주간 성장한 충체의 조직항원은 표피층의 액포에 황금입자의 표지가 현저하게 증가하여 16주이상 성장한 충체 표피충의 액포를 구성하는 물질이 항원성이 강한 것으로 관찰되었다. 유연조직의 분비과립은 충체의 감염기간에 상관없이 일정하게 항원성이 나타났으나 맹관상피는 16주 이상 성장한 충체부터 항원성이 다소 미약해졌다. 숙주가 생성하는 요꼬가와흡충에 대한 항체는 감염 후 4주부터 12주사이에는 충체의 성장기간과 상관없이 일정 량으로 숙주의 혈청 내에 존재하는 것으로 생각되었으나 16주 이후에는 다소 감소하는 것으로 생각되었다.

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실리카 템플레이트를 이용하여 다공성 중공형태를 갖는 LiMn2O4 합성 및 전기화학적 특성 연구 (Synthesis and Electrochemical Performance of Mesoporous Hollow Sphere Shape LiMn2O4 using Silica Template)

  • 류성현;류광선
    • 전기화학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.184-190
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    • 2011
  • 다공성 중공형태의 $LiMn_2O_4$는 실리카 템플레이트과 침전법에 의해 합성되었다. 합성한 $LiMn_2O_4$는 나노사이즈의 1차입자를 가지며 다공성 중공형태를 가지고 있었다. 실리카 템플레이트의 제거는 NaOH를 이용하여 화학적 에칭법이 사용되었다. NaOH의 농도를 높여줌에 따라 망간산화물 입자 크기가 증가 하며 다공성의 중공구가 형성되었다. X-선 회절 분석을 통하여 합성된 $LiMn_2O_4$는 Fd3m의 공간 그룹을 가지는 스피넬 구조가 형성된 것을 확인 할 수 있었다. 실리카와 망간염의 비율을 높여주었을 경우 합성된 $LiMn_2O_4$는 1차입자의 크기는 감소한다. 실리카와 망간염의 비율이 1 : 9 이상인 경우에서 마이크론 단위의 정방정계의 $LiMn_2O_4$가 합성되었다. 다공성 중공형태의 $LiMn_2O_4$의 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 2032형태의 코인셀을 제작하여 충/방전 테스트를 하였다. 나노사이즈의 1차입자를 가진 시료의 경우에는 마이크론 사이즈의 1차입자를 가진 시료보다 용량은 낮았지만 용량유지율은 향상되는 것 확인 할 수 있었다.

화학환원법(化學還元法)을 이용(利用)해 제조(製造)한 20% Pt/C 캐소드 촉매(觸媒)의 열처리(熱處理)에 따른 산소환원반응(酸素還元反應) 평가(評價) (Oxygen Reduction Reaction Evaluation of Synthesized 20% Pt/C with Beat Treatment by Chemical Reduction Method)

  • 김진환;강석민;;류호진
    • 자원리싸이클링
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    • 제18권5호
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    • pp.12-18
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    • 2009
  • 고분자전해질 연료전지용 캐소드 촉매로서 화학환원법을 이용하여 20% Pt/C 제조하고 다양한 온도($300-600^{\circ}C$)열처리하여 산소환원반응을 평가하였다 $300-400^{\circ}C$에서 열처리한 20% Pt/C가 높은 산소환원반응 활성을 나타냈으며, 특히 $300^{\circ}C$에서 열처리한 촉매를 0.6V에서의 정전위를 측정한결과, 열처리하지 않은 촉매에 비해서 산소환원 반응 활성정도가 2배 높게 나타났다. TEM 및 XRD 분석을 이용하여 조사한 결과, 열처리 온도가 높아짐에 따라서 백금 입자 크기가 커지고 결정화도가 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과에서 산소환원반응 활성을 위한 백금의 입자 크기와 결정화도가 $300^{\circ}C$에서 최적화되는 것으로 판단된다.

Effect of Podophyllotoxin Conjugated Stearic Acid Grafted Chitosan Oligosaccharide Micelle on Human Glioma Cells

  • Wang, Geng Huan;Shen, He Ping;Huang, Xuan;Jiang, Xiao Hong;Jin, Cheng Sheng;Chu, Zheng Min
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제63권6호
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    • pp.698-706
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    • 2020
  • Objective : To study the physiochemical characteristics of podophyllotoxin (PPT) conjugated stearic acid grafted chitosan oligosaccharide micelle (PPT-CSO-SA), and evaluate the ability of the potential antineoplastic effects against glioma cells. Methods : PPT-CSO-SA was prepared by a dialysis method. The quality of PPT-CSO-SA including micellar size, zeta potential, drug encapsulation efficiency and drug release profiles was evaluated. Glioma cells were cultured and treated with PPT and PPT-CSO-SA. The ability of glioma cells to uptake PPT-CSO-SA was observed. The proliferation of glioma cells was determined by 3-[4, 5-dimethyl-2-thiazolyl]-2, 5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) assay. The apoptosis and morphology of U251 cells were observed by 4',6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI) dye staining. Cell cycle analysis was performed by flow cytometry. The migration ability of U251 cells was determined by wound healing test. Results : PPT-CSO-SA had nano-level particle size and sustained release property. The encapsulation efficiency of drug reached a high level. The cellular uptake percentage of PPT in glioma cells was lower than that of PPT-CSO-SA (p<0.05). The inhibitory effect of PPT-CSO-SA on glioma cells proliferation was significantly stronger than that of PPT (p<0.05). The morphologic change of apoptosis cell such as shrinkage, karyorrhexis and karyopyknosis were observed. The percentage of U251 cells in G2/M phase increased significantly in the PPT-CSO-SA group compared with PPT group (p<0.05). Compared with the PPT group, the cell migration ability of the PPT-CSO-SA group was significantly inhibited after 12 and 24 hours (p<0.05). Conclusion : PPT-CSO-SA can effectively enhance the glioma cellular uptake of drugs, inhibit glioma cells proliferation and migration, induce G2/M phase arrest of them, and promote their apoptosis. It may be a promising anti-glioma nano-drug.

Phytate를 이용한 감시림프절 검사 시 Filter의 유용성 평가 (Evaluation on the Usefulness of Filter in Sentinel Lymphoscintigraphy Using $^{99m}Tc$-Phytate)

  • 정영환;서한경;심철민;임성동;한동현;박영순;김동윤
    • 핵의학기술
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    • 제14권1호
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    • pp.35-39
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    • 2010
  • 감시림프절 검사에는 $^{99m}Tc$-ASC, $^{99m}Tc$-Tin colloid, $^{99m}Tc$-HSA 등이 사용되었으나 공급 제한으로 간 스캔에 사용되고 있는 $^{99m}Tc$-phytate를 대체 방사성의약품으로 사용하고 있다. 이에 저자들은 phytate의 입자 크기 분포를 알아보고 200 nm 필터 사용유무에 따른 영상을 획득 분석하여 감시림프절 검사 시 필터 사용의 적절성을 판단하고자 하였다. Photal사의 ELS-8000 장비를 이용하여 phytate kit의 입자크기 분포를 측정 하였다. 동물 실험은 생후 12~15주령, 체중 250~300 g 암컷 백서를 사용하였으며, 전신 마취 후 앙와 위로 고정시켜 영상을 획득하였다. 비교군으로 여과시키지 않은 $^{99m}Tc$-phytate를 실험군으로는 200 nm 필터를 이용하여 여과시킨 $^{99m}Tc$-phytate를 백서의 발가락 사이에 피하주사 하였다. 6마리의 백서를 3~4일 간격으로 비교군과 대조군으로 그룹을 나누어 2회씩 실시 하였으며, 주사 후 1시간 지연영상을 얻은 후 서혜부에 관심영역을 설정하였으며 비정상적인 집적이 없는 부위를 선별하여 픽셀당 카운트를 얻었다. 세포 실험은 RAW 264.7 세포를 이용하여 비교군과 실험군에 $^{99m}Tc$-phytate를 넣어주고 30분 동안 배양시켜 감마카운터를 이용하여 각각의 분 당 카운트 값을 측정하였다. 이 값들은 SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 통계 검정하였다. Phytate를 생리식염수에 용해시킨 후 측정 결과 평균 직경은 130~650 nm가 $85{\pm}5%$ 정도였으나 200 nm 필터를 이용하여 여과시킨 후의 입자 크기는 용매 내 phytate 입자의 농도가 너무 낮아 측정할 수 없었다. 획득한 영상을 분석한 결과 비교군에서는 $60.2{\pm}4.88$ count/pixel, 실험군에서는 $58.3{\pm}5.97$ count/pixel 값을 보였다. 세포 실험에서 실험군의 카운트 값은 $17,152{\pm}1,165$ cpm이고 비교군은 $16,908{\pm}1,075$ cpm을 보였다. 동물 실험과 마찬가지로 세포 실험에서도 통계적 차이는 보이지 않았다. 이번 실험을 통하여 phytate의 사이즈가 매우 분산적이며 균일하지 못 하다는 사실을 확인하였으며, 동물 실험과 세포실험을 통한 필터 사용의 적절성을 판단한 결과 phytate를 이용한 감시림프절 검사에서 필터를 사용하는 방법은 결과에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 확인하였다.

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Fabrication of nickel nanoparticles-embedded carbon particles by solution plasma in waste vegetable oil

  • Pansuwan, Gun;Phuksawattanachai, Surayouth;Kerdthip, Kraiphum;Sungworawongpana, Nathas;Nounjeen, Sarun;Anantachaisilp, Suranan;Kang, Jun;Panomsuwan, Gasidit;Ueno, Tomonaga;Saito, Nagahiro;Pootawang, Panuphong
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권10호
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    • pp.894-898
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    • 2016
  • Solution plasma is a unique method which provides a direct discharge in solutions. It is one of the promising techniques for various applications including the synthesis of metallic/non-metallic nanomaterials, decomposition of organic compounds, and the removal of microorganism. In the context of nanomaterial syntheses, solution plasma has been utilized to produce carbon nanoparticles and metallic-carbon nanoparticle systems. The main purpose of this study was to synthesize nickel nanoparticles embedded in a matrix of carbon particles by solution plasma in one-step using waste vegetable oil as the carbon source. The experimental setup was done by simply connecting a bipolar pulsed power generator to nickel electrodes, which were submerged in the waste vegetable oil. Black powders of the nickel nanoparticles-embedded carbon (NiNPs/Carbon) particles were successfully obtained after discharging for 90 min. The morphology of the synthesized NiNPs/Carbon was investigated by a scanning electron microscope, which revealed a good dispersion of NiNPs in the carbon-particle matrix. The X-ray diffraction of NiNPs/Carbon clearly showed the co-existence of crystalline Ni nanostructures and amorphous carbon. The crystallite size of NiNPs (through the Ni (111) diffraction plane), as calculated by the Scherrer equation was found to be 64 nm. In addition, the catalytic activity of NiNPs/Carbon was evaluated by cyclic voltammetry in an acid solution. It was found that NiNPs/Carbon did not show a significant catalytic activity in the acid solution. Although this work might not be helpful in enhancing the activity of the fuel cell catalysts, it is expected to find application in other processes such as the CO conversion (by oxidation) and cyclization of organic compounds.

Docetaxel-loaded PLGA nanoparticles to increase pharmacological sensitivity in MDA-MB-231 and MCF-7 breast cancer cells

  • Tran, Phuong;Nguyen, Thu Nhan;Lee, Yeseul;Tran, Phan Nhan;Park, Jeong-Sook
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제25권5호
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    • pp.479-488
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    • 2021
  • This study aimed to develop docetaxel (DTX) loaded poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) nanoparticles (DTX-NPs) and to evaluate the different pharmacological sensitivity of NPs to MCF-7 and MDA-MB-231 breast cancer cells. NPs containing DTX or coumarin-6 were prepared by the nanoprecipitation method using PLGA as a polymer and d-α-tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS) as a surfactant. The physicochemical properties of NPs were characterized. In vitro anticancer effect and cellular uptake were evaluated in breast cancer cells. The particle size and zeta potential of the DTX-NPs were 160.5 ± 3.0 nm and -26.7 ± 0.46 mV, respectively. The encapsulation efficiency and drug loading were 81.3 ± 1.85% and 10.6 ± 0.24%, respectively. The in vitro release of DTX from the DTX-NPs was sustained at pH 7.4 containing 0.5% Tween 80. The viability of MDA-MB-231 and MCF-7 cells with DTX-NPs was 37.5 ± 0.5% and 30.3 ± 1.13%, respectively. The IC50 values of DTX-NPs were 3.92- and 6.75-fold lower than that of DTX for MDA-MB-231 cells and MCF-7 cells, respectively. The cellular uptake of coumarin-6-loaded PLGA-NPs in MCF-7 cells was significantly higher than that in MDA-MB-231 cells. The pharmacological sensitivity in breast cancer cells was higher on MCF-7 cells than on MDA-MB-231 cells. In conclusion, we successfully developed DTX-NPs that showed a great potential for the controlled release of DTX. DTX-NPs are an effective formulation for improving anticancer effect in breast cancer cells.

폴리피롤로 개질된 SPE 전극촉매의 제조 및 PEMFC로의 응용 (Preparations of SPE Electrocatalysts Modified with Polypyrrole and Its Application for PEMFC)

  • 김정훈;오승덕;김한성;박종호;한정우;이강택;조영일
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.118-124
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    • 2005
  • 본 연구에서는 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 직접적으로 백금촉매를 담지하는 방법을 제시하고 PEMFC로의 응용을 검토하였다. 개시제로 $FeCl_3$$Na_2S_2O_8$을 사용하여 피롤을 Nafion 막에 중합하였다. 제저된 PPy/Nafion 복합체 막의 양이온 전도도와 함수율을 측정한 결과, $Na_2S_2O_8$을 사용하여 제조된 복합체 막은 피롤 중합시간이 증가할수록 양이온 전도도와 함수율은 감소하였고, $FeCl_3$의 경우 함수율은 감소하지만 양이온 전도도는 유지되었다. 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 백금 촉매를 화학적 환원법에 의해 함침한 결과, 폴리피롤의 전자 전도성 특성에 의해 백금 담지가 향상됨을 알 수 있었다. 또한 Pt/PPy/Nafion 전극촉매와 확산 전극으로 구성된 MEA를 단위 연료전지 성능평가를 행한 결과, 0.3 V의 전위에서 $569mA/cm^2$의 전류밀도 값을 갖는 연료전지 성능을 얻을 수 있었다.