본 연구에서는 1_3형 압전복합체(1-3 type piezo-composite)의 전기-기계적 성능을 수치적으로 분석하였다. PZT 세라믹스의 압전물성 계산치를 실험치와 비교하여 수치 해석방법의 정확성을 검증하였다. 그리고 구성재료의 부피 비 및 물성, PZT 기둥의 종 횡비(aspect ratio) 등이 복합체의 $k_t$특성에 미치는 영향을 해석하였다. 그 결과, PZT 부피 비가 30 vol%까지 증가함에 복합체의 $k_t$ 특성은 급격하게 증가하다가 그 이상의 영역에서는 일정한 값에 수렴한다. 그리고 상대적으로 유연한 폴리머를 사용한 복합체가 전반적으로 우수한 $k_t$ 특성을 갖는다. 또한 PZT 부피비가 30 % 이하인 경우, 복합체의 $k_t$ 특성은 PZT 기둥의 종횡 비에 많은 영향을 받는다. 그러므로 $k_t$ 특성 향상을 위해서는 상대적으로 유연한 폴리머 및 우수한 압전특성의 PZT를 사용하여 복합체를 구성하는 것이 유리하다.
Sol-gel 공정에 의해 제조된 세라믹 분리 막은 보다 순수한 재료를 이용할 수 있고, 균일성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 다양한 복합체도 넓은 범위에서 반응을 유도할 수 있다는 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 sc,1-gel 공정을 이용하여 Tetraethyl ortho-silicate(TEOS)-Polyethylene glycol(PEG)계 organically modified silicate(ORMOSt)sol을 합성하였다. Polymer분자량을 변수로 하여 sol 합성 후 특성 변화를 점도와 겔화 시간을 측정함으로써 관찰하였다. 합성된 sol을 다공성 담체 위에 dip-coating법을 이용하여 막을 제조하였으며, SEM관찰을 통해 분리 막의 미세구조를 확인하였다. 합성 복합 막의 Oil/water 에멀젼의 처리효율을 cross-flow 타입의 막 분리 장치를 이용하여 확인하였다. Ormosilsol은 유기물의 분자량이 증가될수록 보다 쉽게 코팅 층을 형성 시킬 수 있었고, 담체를 용매에 담지 시켜 코팅 물질이 담체의 기공내로 침투될 때의 모세관력을 줄임으로써 크랙이 방지된 얇은 막을 얻을 수 있었다. Colloidal sol 코팅 막에 비해 ormosil sol코팅 막은 분리효율 뿐 아니라 flux 특설이 시험 5분경과 시점에서 약 $200\;l/m^2h$이상 향상되었음을 확인 할 수 있었다.
비용매 유도 상전이(nonsolvent induced phase separation, NIPS) 방법을 이용하여 PSf (polysulfone) 중공사 분리막을 제조하였다. PSf/DMAc (N,N-dimethylacetamide)로 이루어진 고분자 용액에 조용매로 GBL (${\gamma}$-butyrolactone)을 첨가하였으며, 물을 응고용액으로 이용하여 중공사 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막은 전자주사현미경을 이용하여 그 구조를 분석하였으며 그 결과 GBL의 농도가 증가함에 따라 밀집 구조의 분리활성층과 스폰지 형상의 지지층으로 구성된 이중구조 형태의 비대칭 다공성의 구조를 나타내었다. 또한, 조용매 GBL은 고분자용액의 용해도 상수를 변화시켜 열역학적 상분리 촉진 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다. 고분자용액 내의 조용매 GBL의 존재 유무와 GBL의 농도, 첨가제의 농도 그리고 내부응고제의 종류에 따라 중공사 분리막의 구조뿐만 아니라 순수투과도 및 분리특성에도 매우 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 내부응고제로 EG보다 PEG를 사용하였을 경우 $0.05{\mu}m$ PSL (polystyrene latex) bead를 이용하여 배제 특성을 측정한 결과 5% 정도로 소폭 감소한 반면 순수투과플럭스는 최대 130배 이상 증가하는 효과를 나타내었다.
산업이 발달함에 따라 미세먼지는 환경, 건강, 생활 등 다양한 분야에서 문제를 일으키고 있으며, 특히 대기오염에 의해 발생되는 미세먼지는 심각한 환경문제로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 전기방사 기술을 적용하여 실리콘 지지체에 셀룰로스아세테이트 고분자 섬유를 방사하여 미세입자를 차단하고, 활성탄 입자를 첨가하여 휘발성유기 화합물을 제거하고자 하였다. 활성탄 비율과 전기방사 시간을 달리하여 활성탄 비율, 필터 두께에 따른 미세먼지 차단효과, 톨루엔 흡착 성능을 분석하였다. 그 결과 전기방사시간이 증가함에 따라 1~3 ㎛ 크기의 입자가 효과적으로 차단되었으며, 활성탄의 양이 0%에서 5%로 증가함에 따라 톨루엔 흡착량이 증가하는 것으로 나타났다. 전기방사 시간이 길어질 경우 필터 두께 증가로 인해 빛 투과가 현저히 떨어졌으며, 20~30분 전기방사한 필터의 경우 빛이 투과하여 창문 필터 적용 가능성을 보여주었다.
Since the discovery of the carbon nanotube(CNTs), they have attracted much attention because of unique properties that may impact many fields of science and technology. The considerable properties of CNTs include high surface area, outstanding thermal, electrical conductivity and mechanical stability. However, uniform deposition of Pt nanoparticles on carbon surface remains inaccessible territory because of the inert carbon surface. In this study, we prepared directly oriented CNTs on carbon paper as a catalyst support in cathode electrode. carbon surface was functionalized using aryl diazonium salt for increasing adhesion of Ni particles which is precursor for growing CNTs. For fabricate electrode, CNTs on carbon paper were grown by chemical vapor deposition using Ni catalyst and Pt nanoparticles were deposited on CNTs oriented carbon paper by polyol method. The performance was measured using Proton electrolyte Membrane Fuel Cell(PEMFC). The structure and morphology of the Pt nanoparticles on CNTs were characterized by Scanning electron Microscopy(SEM) and Transmission electron Microscopy (TEM). The average diameter of Pt nanoparticles was 3nm.
Objectives: This study aims to investigate the concept of microplastics and their occurrence, transport, biological effects, and management methods in the ocean. Methods: I reviewed articles on microplastics in the ocean by using the Google Scholar database. Results: Plastic litter has been reported as a ubiquitous pollutant in the ocean due to the extensive consumption of plastics and the mismanagement of plastic wastes. Microplastics are generally defined as synthetic polymer particles <5 mm in size. Microplastics generated from the degradation of plastic litter are currently a serious global concern since they spread easily all over the ocean, transfer to different tissues inside contaminated animals, and even across different trophic levels inside the food web. An additional concern is the ability of microplastics to adsorb organic and inorganic pollutants and subsequently release them into the ocean. Thus, alternatives to reduce microplastics in the ocean are discussed. Conclusions: This paper summarizes the concept of microplastics and their behavior in the ocean and suggests management methods for microplastics in support of a cleaner ocean.
The science of toxicology is the understanding of the mechanisms by which exogenous agents produce deleterious effects in biological systems. The actions of chemicals such as drugs are ultimately exerted at the cellular and gene levels. Over the past decade. several in vitro alternative methods such as cultured cells for assessing the toxicity of various xenobiotics have been proposed to reduce the use of animals. In this workshop three advanced methods will be presented. These methods are novel important models for toxicologic studies. Dr. Tabuchis group has establishcd two immortalized gastric surface mucosa cell lines from the pminary cultore of gastric fundic mucosal cells of adult transgenic mice harboring a temperature sensitive simian virus 40 large T-anugen gene. As the immortalized cell lines of various tissues possess unique characteristics to maintain their normal functions for several months, these cell lines are extremely useful for not only toxicity testing but also pharmacological screening in new drug development. Professor Funatsu have studied the formation of spherical multicelluar aggregates of adult rat hepatocytes(spheroid) having tissue like structure. The sphcroid shown thre is a prototype module of an artificial liver support system. Thus, the urea synthesis activity of the artificial liver was maintained at least to days in 100% rat blood plasma. Dr. Takezawa and his coworkers have developed a novel culture system of multicellular spheroids considered 〃organoids〃 by utilizing a thermo-responsive polymer as a substratum of anchorage dependent cells. His final goal is to reconstitute the organoids of various normal organs, e.g., liver, skin etc. and also abnormal deseased organs such as tumor.
Colloidal synthesis of nanoparticles with well-controlled size, shape, and composition, together with development of in situ surface science characterization tools, such as ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy (APXPS), has brought new opportunities to unravel the surface structure of working catalysts. Recent studies suggest that surface oxides on transition metal nanoparticles play an important role in determining the catalytic activity of CO oxidation. In this talk, I will outline the recent studies on the influence of surface oxides on Rh, Pt, Ru and Co nanoparticles on the catalytic activity of CO oxidation [1-3]. Transition metal nanoparticle model catalysts were synthesized in the presence of poly(vinyl pyrrolidone) polymer capping agent and deposited onto a flat Si support as two-dimensional arrays using the Langmuir-Blodgett deposition technique. APXPS studies exhibited the reversible formation of surface oxides during oxidizing, reducing, and CO oxidation reaction [4]. General trend is that the smaller nanoparticles exhibit the thicker surface oxides, while the bigger ones have the thin oxide layers. Combined with the nature of surface oxides, this trend leads to the different size dependences of catalytic activity. Such in situ observations of metal nanoparticles are useful in identifying the active state of the catalysts during use and, hence, may allow for rational catalyst designs for practical applications. I will also show that the surface oxide can be engineered by using the simple surface treatment such as UV-ozone techniques, which results in changing the catalytic activity [5]. The results suggest an intriguing way to tune catalytic activity via engineering of the nanoscale surface oxide.
Nickel nanoparticle-poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)/$TiO_2-ZrO_2$ composite (Ni-PVP/$TiO_2-ZrO_2$) was prepared by in situ polymerization method. The physical and chemical properties of Ni-PVP/$TiO_2-ZrO_2$ were investigated by XRD, FT-IR, BET, TGA, SEM and TEM techniques. The catalytic performance of this novel heterogeneous catalyst was determined for the Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction between aryl halides and phenylboronic acid in the presence of methanol-water mixture as solvent. The effects of reaction temperature, the amount of catalyst, amount of support, solvent, and amount of metal for the synthesis of Ni-PVP/$TiO_2-ZrO_2$, were investigated as well as recyclability of the heterogeneous composite. The catalyst used for this synthetically useful transformation showed considerable level of reusability besides very good activity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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