• 제목/요약/키워드: Sol-gel transition

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니켈 치환된 스피넬 LiMn2O4 박막의 구조적, 광학적 성질 (Structural and optical properties of Ni-substituted spinel $LiMn_2O_4$ thin films)

  • 이중한;김광주
    • 한국진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.527-533
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    • 2006
  • 졸-겔(sol-gel) 방법을 이용하여 스피넬(spinel) 구조를 가지는 $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막을 x = 0.9까지 합성하였다. 니켈 치환된 박막은 작은 x 값에서는 cubic 구조가 유지되지만, $x{\geq}0.6$ 범위에서는 tetragonal 구조로 상전이가 일어남이 발견되었다. 이와 같은 cubic-tetragonal 상전이는 low-spin $(t_{2g}^6,e_g^1)$ 상태를 가지는 $N^{3+}(d^7)$ 이온이 팔면체 자리를 차지하게 됨으로써 나타나는 Jahn-Teller 효과에 의한 것으로 해석된다. 이와 같은 Ni 이온들은 +3 및 +2의 원자가를 가지고 존재함이 X-ray photoelectron spectroscopy 분석을 통하여 확인되었다. $LiNi_xMn_{2-x}O_4$ 박막들에 대하여 가시광선-자외선 영역에서 spectroscopic ellipsometry(SE)를 이용하여 광학적 성질을 조사하였고, 그 결과 분석을 통하여 화합물 전자구조에 대하여 고찰하였다. SE 측정된 유전함수 스펙트럼은 주로 전하이동(charge-transfer, CT) 전이(transition)에 의한 넓은 에너지 영역을 가지는 1.9, 2.3, $2.8{\sim}3.0$, $3.4{sim}3.6eV$ 근처의 흡수구조 들로 이루어져 있는데, $O^{2-}$에서 $Mn^{4+}$ 이온의 $t_{2g}$ (1.9 eV)와 $e_g$ $(2.8{\sim}3.0\;eV)$로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{4+}(3d)$$O^{2-}$에서 $Mn^{3+}$ 이온의 $t_{2g}$ (2.3 eV)와 $e_g$ ($3.4{\sim}3.6$ eV)로의 전이 즉, $O^{2-}(2p){\rightarrow}Mn^{3+}(3d)$ 등에 의한 것으로 해석된다. 또한, 1.6, 1.8, 1.9 eV 부근에서 관측된 좁은 에너지 영역의 흡수구조 들은 팔면체 $Mn^{3+}$ 이온 내에서의 d-d 결정장(crystal-field) 전이에 의한 것으로 해석된다. 이러한 흡수구조는 Ni 치환량이 증가함에 따라 그 강도가 감소한다. x = 0.6의 경우 $e_g$ 상태와 관련된 CT 전이구조 들이 $t_{2g}$ 상태와 관련된 전이구조 들에 비하여 큰 폭으로 감소하는데 이것은 Jahn-Teller 효과에 의해서 격자상수가 tetragonal 구조로 확장됨에 따라 $e_g$ 상태와 $O^{2-}(2p)$ 상태 간의 파동함수 중첩이 감소한 것에 기인하는 것으로 해석된다.

졸-겔법에 의한 SiO2-TiO2-MxOy(M=Cu, CO, Cr)계 박막의 제조 및 색상에 관한 연구 (Colored coating of SiO2-TiO2-MxOy(M = Cu, Co, Cr) thin films by the sol-gel process)

  • 김상문;임용무;황규석
    • 한국안광학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.229-235
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    • 1998
  • Co, Cu, Cr이 포함된 $80SiO_2-20TiO_2$, 코팅박막을 졸-겔법으로 제조하고 전이금속의 함량에 따른 표면반사율과 색상의 변화를 분석 연구하였다. 모든 경우에 있어서 전이금속의 함량이 증가함에 따라서 반사율이 점차 감소하였다. Co의 경우에 550~670nm 영역에서, Cu의 첨가시에는 400~500nm 범위에서, Cr의 경우에는 410~650nm 영역에서 반사율이 크게 감소하였다. 코팅박막의 표면반사광을 색차계로 색도분석을 행한 결과, Co의 경우에 5mol% 첨가시에는 약한 황녹색을 보이나 첨가량 증가에 따라서 점차 녹색조로, 그리고 20mol%에서는 청녹색으로 변화하였으며 명도는 90.29(5mol%)에서 85.42(20mol %)로 감소, 또 첨가량에 따른 색차는 20mol%에서 5.37로 증가하였다. Cu의 경우에는 첨가량이 증가할수록 원정에서 황녹색 중간영역으로 발산하였다. 명도의 변화는 상대적으로 작았으며 색차는 6.48로 Co의 경우에 비하여 더 큰 변화를 보였다. Cr의 경우에 있어서는 Co와는 반대로 첨가량이 증가함에 따라 거의 황색축에 근접한 값을 보였으며 명도는 90.33(5mol%)에서 80.43(20mol%)로 크게 감소하였다. 색차는 11.60(10%), 18.09(15%), 23.21(20%)로 Co나 Cu에 비하여 매우 큰 변화를 보였다. Lab 색도도가 xy색도도에 비하여 본 연구의 색도표현에 더 용이하였다.

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에탄올의 수분함량에 따라 합성된 Condensed Ethyl Silicate의 물성에 관한 연구 (A Study on the Properties of Condensed Ethyl Silicate Synthesized according to Water Contents in Ethanol)

  • 노재성;홍성수;서신석
    • 공업화학
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    • 제7권1호
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    • pp.91-100
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    • 1996
  • 사염화실리콘에 에틸알콜의 수분함랑을 2.5, 5.0, 7.0wt.%로 달리하여 축중합된 에틸실리케이트(CES : condensed ethylsilicate)용액들을 합성하였다. 용액의 졸-겔 전이 거동 조사를 위하여 시간경과에 따른 용액의 부피, 밀도, $SiO_2$ 함량, 본성점도 및 수평균분자량변화를 측정하였으며, 용액의 고분자 형상을 본성점도와 수평균분자랑 관계로부터 간접적으로 알아보았다. 에틸알콜의 수분함량을 7.0wt.%로 하여 합성한 CES-3는 수분함량이 2.5wt.%, 5.0wt.%인 CES-1, CES-2와 다른 졸-겔 전이 거동을 보였으며, 복합산화물계 요업재료 제조시에 TEOS의 가수분해 속도를 조절하기위하여 부분가수분해 시킨 PHT(Partially Hydrolysed TEOS)와 유사한 거동을 보였다. Mark-Hawink가 제시한 $[{\eta}]=K\bar{Mn}^{{\alpha}}$식에 의한 CES 및 PHT의 고분자형상은, 지수 ${\alpha}$값이 0.53~0.84로 용액 모두 선상 혹은 사슬상 고분자로 나타났으며, 이상의 졸-겔 거동과 고분자형상에 대한 비교 실험 결과로부터 CES-3는 PHT와 매우 유사한 물성을 가지고 있어 복합산화물계 요업재료의 원료로 사용될수 있는 가능성이 높은것으로 나타났다.

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생선단백질의 열안정성과 조직형성속도에 공정조건이 미치는 영향 (Effect of Processing Conditions Upon Heat Stability and Structure Formation in Fish Protein)

  • 박성진;김병용
    • 한국식품과학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.463-469
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    • 1992
  • 열공정이 생선단백질의 조직 형성에 미치는 영향을 단백질 sol의 열안정성과 가열시의 rigidity 형성 및 최종 겔의 구조적인 측면으로 살펴보았다. 가열하는 동안에 나타나는 변성 피크는 소금첨가에 따라서, 가열속도에 따라서 또한 낮은 온도에서의 전처리에 따라 변성온도가 사라지거나 낮은 쪽으로 이동하였고 단백질의 열용량도 줄어들고 불안정한 상태로 변하였다. $4^{\circ}C$에서의 전처리는 가열시 조직의 굳기형성에 지속적인 상승효과를 가져왔고 많은 탄성력의 증가를 가져왔으나, $40^{\circ}C$에서의 전처리는 일시적으로 조직강도의 증가만 가져왔다. 그러나 낮은 온도($4^{\circ}C$$40^{\circ}C$)에서의 전처리 후 생성되는 겔 내부조직은 큰 집성물이 보이는 구조적 유사성을 보였으며, SH기를 변형시킨 겔의 구조도 조직의 강도변화를 나타내는 특징을 나타내었다.

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Effect of Triethylaluminum/Transition-Metal Ratio on the Physical Properties and Chemical Composition Distributions of Ethylene-Hexene Copolymers Produced by a $rac-Et(Ind)_2ZrCl_2/TiCl_4/MAO/SMB$ Catalyst

  • Park, Hai-Woong;La, Kyung-Won;Song, In-Kyu;Chung, Jin-Suk
    • Macromolecular Research
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    • 제15권3호
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    • pp.221-224
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    • 2007
  • A silica-magnesium bisupport (SMB) was prepared by a sol-gel method for use as a support for a metal-locene/Ziegler-Natta hybrid catalyst. The prepared $rac-Et(Ind)_2ZrCl_2/TiCl_4$/MAO(methylaluminoxane)/SMB catalyst was applied to the copolymerization of ethylene with l-hexene using a variable triethylaluminum (TEA)/transition-metal (Ti) ratio and fixed MAO/transition-metal (Zr) ratio. The effect of the Al(TEA)/Ti ratio on the physical properties and chemical composition distributions (CCDs) of the ethylene-hexene copolymers produced by the hybrid catalyst was investigated. In the ethylene-hexene copolymers, two melting temperatures attributed to the metal-locene and Ziegler-Natta catalysts were clearly observed. The number of CCD peaks was increased from six to seven and the temperature region in which the peaks for the short chain branches of the ethylene-hexene copolymer were distributed became lower as the Al(TEA)/Ti ratio was increased from 300 to 400. Furthermore, the temperature regions corresponding to the lamellas in the copolymer became lower and those corresponding to the small lamellas in the copolymer became higher as the Al(TEA)/Ti ratio was increased from 300 to 400. In the copolymer produced with Al(TEA)/Ti = 500, however, only four CCD peaks were observed and the short chain branches were poorly distributed.

Fe3O4 분말제조와 자기적 특성 (Growth of Fe3O4 Particles and Their Magnetic Properties)

  • 권우현;이승화;채광표;이재광;서정철
    • 한국자기학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.180-185
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    • 2009
  • Sol-gel 법을 이용하여 Fe$_3$O$_4$ 분말을 합성하였으며, 합성한 분말의 구조적 특성, 입자의 모양 및 크기, 자기적 특성에 관하여 연구하였다. 두 가지의 다른 성분비 (Fe$^{2+}$와 Fe$^{3+}$의 몰 당량비를 1 : 2와 Fe$^{2+}$ 만을 사용)와 2-methoxyethanol 용매를 사용하여 refluxing한 후, 질소 분위기에서 200$\sim$600$^{\circ}C$로 열처리하여 페라이트 분말을 합성할 수 있었다. X-선 회절기를 이용하여 합성한 시료의 결정구조를 확인한 결과 두 경우 모두 250$^{\circ}C$ 이상의 열처리로 단일상의 spinel 페라이트가 만들어짐을 확인할 수 있었다. 전계방출 주사전자현미경을 이용하여 관측한 결과에 의하면 열처리 온도가 높아짐에 따라 입자의 크기 증가를 관측할 수 있었다. Mossbauer 분광 실험에서 입자의 크기 변화에 따른 상자성체에서 준강자성체로의 전이를 관측할 수 있었다. 몰 당량비를 1 : 2의 비율로 혼합 후 250$^{\circ}C$에서 열처리한 분말은 크기가 상자성체와 준강자성체의 경계에 위치하며 이중 78%의 시료는 준강자성체의 특성을 22%의 분말은 상자성체의 특성을 가짐을 알 수 있었다. Fe$^{2+}$ 이온만을 사용하는 만든 Fe$_3$O$_4$ 분말은 200$^{\circ}C$의 열처리로 spinel 구조를 가지나 입자의 크기가 작아서 상자성체의 특성을 지닌다. 250$^{\circ}C$ 이상에서 열처리한 시료는 준비 방법에 무관하게 전형적인 Fe$_3$O$_4$ 분말의 연자성 특성을 보이고 있으며, 열처리 온도가 높아감에 따라 포화자화가 증가하고 보자력 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

2-Dimensional inverse opal structured VO2 thin film for selective reflectance adjustment

  • Lee, Yulhee;Yu, Jung-Hoon;Nam, Sang-Hun;Seo, Hyeon Jin;Hwang, Ki-Hwan;Kim, Minha;Lee, Jaehyeong;Boo, Jin-Hyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.410.1-410.1
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    • 2016
  • Vanadium dioxide ($VO_2$) is a well-known material that exhibits a metal-semiconductor transition at 340 K, with drastic change of transmittance at NIR region. However, $VO_2$ based thermochromics accompany with low visible transmittance value and unfavorable color (brownish yellow). Herein, we demonstrate the adjustment of visible transmittance of $VO_2$ thin film by nanosphere template assisted patterning process using sol-gel method. 2-Dimenstional honeycomb shape was varied as function of diameter of nanosphere and coating conditions. The morphological geometry of the films was investigated by FE-SEM and AFM. Result shows that inversed shape of nanosphere was formed clearly and pattern width was altered according to the bead size. This structure creates the geometrical blank area from the position of nanosphere which improves the optical transmittance at the visible region. Moreover, such patterned $VO_2$ thin film not only maintains the optical switching efficiency, but also generate the gorgeous scattering effect which presumably support the glazing application.

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Self-assembly and Mechanism of L-Alanine-based Dihydrazide Derivative as Excellent Gelator of Organic Solvents

  • Wang, Chuan-Sheng;Wang, Xiao-Hong;Li, Zhi-Yuan;Wei, Wei;Shi, Zhong-Liang;Sui, Zhi-Tong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권4호
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    • pp.1258-1262
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    • 2011
  • A new organogelator, L-Alanine dihydrazide derivative can self-assemble in various organic solvents and turned them into thermally reversible physical supramolecular organogels at extremely low concentrations (< 2 wt %). The gel-sol phase transition temperatures ($T_{GS}$) were determined as a function of gelator concentration and the corresponding enthalpies (${\Delta}H_g$) were extracted. Scanning electron microscopy (SEM) measurements revealed that the interspaces of fiber-like network structures were diminished with the increasing of the LMOG concentration. FT-IR spectroscopy studies revealed that hydrogen-bonding and hydrophobic interaction were the driving forces for the formation of the gels. Based on the data of XRD and molecular modeling, the possible packing modes for the formation of organogelator aggregates were proposed.

Study on Nanocomposite Thermoplastic Elastomer Gels

  • Paglicawan Marissa A.;Balasubramanian Maridass;Kim, Jin-Kuk
    • 한국고분자학회:학술대회논문집
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    • 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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    • pp.370-370
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    • 2006
  • Thermoplastic elastomer gels, which has molecular networks composed of a microphase-separated multiblock copolymer swollen to a large extent by a low volatility mid-block selective solvent such as white oil have various applications. In this particular study, the effect of several network-forming nanoscale fillers such as two different graphite particles and carbon nanotube on the properties of TPE gels prepared from a microphaseordered poly[styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene] (SEBS) triblock copolymer with an EB compatible white oil was studied. The linear viscoelastic behavior, sol-gel transition, x-ray diffraction and mechanical properties were discussed. The properties of thermoplastic elastomer gels hybrid with graphite prepared by mixing Poly(styrene-b-ethylene-co-butylene)-b-styrene) with paraffin oil and different amount of expandable graphite were found to increase the mechanical properties at only lower graphite concentration but tends to decrease when paraffin oil/SEBS ratio is lower. The gelation temperature is the same for all TPE gels with different amounts of graphite. Both storage (G') modulus loss (G") modulus of TPE gels slightly increase with addition of graphite.

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투과곡선을 이용한 La 농도에 따른 PLT 박막의 광학적 특성에 관한 연구 (A study on the optical properties of PLT thin films with varying the La concentration by using the transmission spectrum)

  • 강성준;윤석민;윤영섭
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권5호
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    • pp.22-31
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    • 1997
  • We have measured the optical properties, thickness, and energy band gap of the P $b_{1-x}$/100/L $a_{x}$100/ $Ti_{1-}$0.25x/100/ $O_{3}$ (PLT(x)) thin film prepared by the sol-gel method with varying the La concentration, x, fyom 15 nto 33 mol%. We have obtained the values from the tranmission spectrum and employed the envelope method in anayzing the spectrum. We have also performed the simulation of the transmission spectrum on the PC (personal computer) to verify the accuracy of the values 15 to 33mol%, the refractive index (at .lambda.=632.8nm) increases from 2.39 to 2.44. The extinction coefficient does not depend on the la concentration but mainly on te wavelength, and has the values between 0.2 and 0.5 at the wavelength shorter than 330nm and between 0.001 and 0.008 at the wavelength longer than 700nm. The energy band gap of the PLT (x) thin film has been obtained on the assumption of the direct band-to-band transition. It decreases from 3.28 to 3.17eV as the La concentration increases from 15 to 33 mol%. The thickness of the PLT(x) thin film has been also obtained in high accuracy by the envelope method..

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