• 센서학회지
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• 제30권4호
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• pp.229-235
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• 2021

This study presents a simple approach for the assembly of a free-standing conductive electronic nanofilm of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) suitable for enzymatic electrochemical biosensors. A large-scale SWNT electronic film was successfully produced by the dialysis of p-Terphenyl-4,4''-dithiol (TPDT)-treated SWNTs. Furthermore, Horseradish peroxidase (HRP) was immobilized on the TPDT-SWNT electronic film, and the enzymatic detection of hydrogen peroxide (H₂O₂) was demonstrated without mediators. The detection of H₂O₂ in the negative potential range (-0.4 V vs. Ag/AgCl) was achieved by direct electron transfer of heme-based enzymes that were immobilized on the TPDT-SWNT electronic film. The SWNT-based biosensor exhibited a wide detection range of H₂O₂ from 10 µM to 10 mM. The HRP-doped SWNT electronic film achieved a high sensitivity of 342 ㎛A/mM·cm² and excellent selectivity against a variety of redox-active interfering substances, such as ascorbic acid, uric acid, and acetaminophen.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.925-928
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• 2014

A dye-sensitized solar cell (DSSC) was fabricated with a nanocrystalline $TiO_2$ film electrode on FTO glass, N719 dye, electrolytes (or $CsSnI_3$), and counter Pt electrode by incorporating it with single-walled carbon nanotubes (SWNTs). SWNTs were combined with $TiO_2$ film, $CsSnI_3$, Pt electrode, separately, and the SWNT-containing cell was compared with a pristine cell in cell performance. We also examined the performance change by pressing $TiO_2$ film, during cell fabrication, inside a high pressure chamber. Mostly, the change of conversion efficiency was compared for each cell, and an atomic force microscopy data were suggested to explain our results.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제9권3호
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• pp.79-81
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• 2008

A single-wall carbon nanotube (SWNT) transparent conductive film (TCF) was fabricated using a simple inkjet printing method. The TCF could be selectively patterned by controlling the dot size to diameters as small as $34{\mu}m$. In this repeatable and scalable process, we achieved 71% film transmittance and a resistance of 900 ohm/sq sheet with an excellent uniformity, about ${\pm}5%$ deviation overall. Inkjet printing of SWNT is substrate friendly and the TCF is printed on a flexible substrate. This method of fabrication using direct printing permits mass production of TCF in a large area process, reducing processing steps and yielding low-cost TCF fabrications on a designated area using simple printing.

• Composites Research
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• 제37권1호
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• pp.32-39
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• 2024

고체수소저장은 수소 기반 경제 발전과 에너지 저장 기술 혁신의 핵심 주제로 부각되고 있다. 이러한 저장 방식은 압축 및 액화수소 저장 등 기존 방식에 비해 안전성과 저장 및 운용 효율성 측면에서 우수한 특성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 다양한 구조적 설계 요소 별로 나노튜브 표면에서의 고체수소저장 성능을 평가하고자 한다. 본 연구는 나노튜브의 저장 메커니즘을 밝히고자 분자 역학 시뮬레이션(MD)을 도입하여 수행되었다. 본 연구의 시뮬레이션에는 다양한 직경, 다중벽 구조(MWNT), 단일벽 구조(SWNT)의 탄소나노튜브(CNT) 및 붕소-질소 나노튜브(BNNT)가 도입되어 진행되었다. 방사형 밀도 함수(RDF)를 통해 다양한 조건에서 수소의 저장 및 효과적인 방출을 분석한 결과, 반경 감소와 이중벽 구조가 고체 수소 저장을 높이는 데 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 붕소-질소 나노튜브의 수소 저장 용량은 탄소 나노튜브에 비해 낮게 측정되었지만, 유효 수소 저장 측면에서는 탄소 나노튜브를 훨씬 능가하는 것으로 나타났다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.1006-1011
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• 2004

Carbon nanotubes have outstanding properties which make them useful for a number of high-technology applications. Especially, single-walled carbon nanotube (SWNT), working under physical conditions (in aqueous solution) and converting electrical energy into mechanical energy directly, can be a good substitute for artificial muscle. The carbon nanotube structure simulated in this paper is an isotropic cantilever type with an adhesive tape which is sandwiched between two SWNTs. For predicting the geometrical and physical parameters such as deflection, slope, bending moment and induced force with various applied voltages, the analytical model for a 3 layer bimorph nanotube actuator is developed by applying Euler-Bernoulli beam theory. The governing equation and boundary conditions are derived from energy Principles. Also, the brief history of carbon nonotube is overviewed and its properties are compared with other functional materials. Moreover, an electro-mechanical coupling coefficient of the carbon nanotube actuator is discussed to identify the electro-mechanical energy efficiency.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.19-19
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• 2010

We suggest CNT-based gas sensors for breath alcohol measurement. The sensors were composed of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) thin film on glass substrate with simple process, and the SWNTs thin film as sensing layer was formed by multiple spray-coating with SWNT composites which was well-dispersed, highly controlled and differently functionalized by various binders (TEOS, MTMS, and VTMS) added in ethanol solvent. In this work, three different SWNTs thin films were made to compare their electrical response properties for alcohol vapor. From fabricated sensors, conductance responses were measured and discussed. In the result, our alcohol gas sensors showed an effective selectivity even at room temperature.

• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.34-38
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• 2011

탄소나노튜브가 발견된 이후로, 고분자 수지의 기계적, 전기적 물성을 증대시키는 보강재로서 많은 연구가 수행되어 왔다. 더 나아가, 탄소나뉴튜브를 탄소섬유복합재 (CFRP)의 기지가 되는 수지를 보강시키는 데 이용하는 연구도 최근 활발해지고 있는 추세이다. 단일벽탄소나노튜브가 각각 0.2 %, 0.5 %의 중량비로 에폭시 수지에 먼저 분산, 혼합되었다. 이 혼합액을 CFRP를 제작하는데 주로 쓰이는 방법 중 하나인 진공 수지 충전 공정법 (vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)으로 탄소섬유 프리폼에 주입하는 방법과 습식 현장 적층법 (wet lay-up)의 두가지 다른 방법으로 복합재를 제작 하였다. 각각의 제작된 시편에 대하여, 층간전단강도 (interlaminar shear strength, ILSS)를 측정하여, 층간전단강도와 공정의 상관관계, 탄소나노튜브의 보강효과에 대하여 조사했다. 탄소나노튜브/에폭시 복합재의 경우 기계적 물성의 향상을 가져왔으나 이를 기지재로 사용한 탄소섬유복합재의 층간전단강도는 특히 VARTM 공정의 경우, 탄소나노튜브의 첨가에 따른 수지의 점도 증가로 인한 공정상의 문제로 기대만큼의 물성향상을 가져오지는 못한 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.239.1-239.1
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• 2015

1차원 탄소나노재료이며 한 겹의 흑연을 말아 놓은 형태인 단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 감긴 형태에 따라 반도체성, 금속성 성질을 나타내는 특이성과 우수한 기계적 성질을 지니고 있어 광범위한 분야로 응용이 기대되어왔다. 이러한 SWNTs의 응용가능성을 실현시키기 위해서는 보다 경제적, 산업적인 면에서 손쉬운 합성방법의 개발이 필요한 실정이다. SWNTs의 합성 방법들로는 아크방전법과 레이저 증발법, 그리고 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD) 등이 이용되었다. 이 중 TCVD법은 대면적의 균일한 CNTs를 합성할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 공정이 요구되며, 이는 경제적, 산업적인 면에서 사용이 제한적이다. 따라서 저결함, 고수율의 SWNTs를 저온합성 할 수 있는 공정의 개발이 지속적으로 필요하다. 본 연구에서는, TCVD법을 이용하여 에틸렌 원료가스로 SWNTs의 저온합성 가능성을 확인하였다. 합성을 위한 기판과 촉매로는 실리콘 산화막 기판(SiO2/Si wafer)에 철 나노입자를 지닌 ferritin을 스핀코팅 후 산화하여 이용하였다. 저온합성 공정의 변수로는 합성온도와 원료가스인 에틸렌의 분율을 설정하여, 변수가 SWNTs의 결정성과 수율에 미치는 영향을 고찰하였다. 합성된 SWNTs의 분석의 용이함과 손지기(Chirality)의 제어를 위하여 나노 다공성 물질인 제올라이트(Zeolite)를 보조 기판으로 사용하였다. 실험결과 에틸렌 원료가스로 합성한 SWNTs는 $700^{\circ}C$ 부근의 저온에서도 합성이 가능함을 확인하였다. 또한 에틸렌 원료가스의 분율과 합성시간의 정밀한 제어를 통해 SWNTs의 합성온도를 더욱 감소시키는 것도 가능할 것으로 예상된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.185-188
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• 2004

A diode structure of field emission lamps based upon carbon-nanotube is studied. The single-walled carbon nanotubes(SWNTs) were produced by arc discharge method. We made the 1-inch diode type flat lamp using CNTs. We applied anode voltage gradually to refine the field emission behavior of emitter in dynamic vacuum system to study the emission current. the brightness and efficiency, etc. The field emission properties was estimated by varying gaps between the cathode and anode, contents of the glass frit. The good luminous efficiency is showed in the gap $900{\mu}m$, $1200{\mu}m$ and contents of the proper glass frit. For the upper conditions, the luminous efficiencies were respectively 23.30, 11.12 1m/W.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권1호
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• pp.78-85
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• 2009

A combined theoretical and numerical study is conducted to design a slit nozzle for large-area liquid coating. The objectives are to guarantee the uniformity in the injected flow and to provide the capability of explicit control of flow rate. The woking fluid is a dilute aqueous solution containing single-walled carbon nanotubes and its low viscosity and the presence of dispersed materials pose technical hurdles. A theoretical analysis leads to a guideline for the geometric design of a slit nozzle. The CFD-based numerical experiment is employed as a verification tool. A new flow passage unit, connected to the nozzle chamber, is proposed to permit the control of flow rate by using the commodity pressurizer. The numerical results confirm the feasibility of this idea. The optimal geometry of internal structure of the nozzle has been searched for numerically and the related issues are discussed.