• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.125-131
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• 2021

일반적인 반도체 기반의 광촉매는 물질 고유의 밴드갭 때문에 자외선이나 가시광선에 의해서만 활성화될 수 있고, 태양광 에너지의 약 50%를 차지하는 근적외선 영역의 에너지는 활용할 수 없다. 따라서 기존의 반도체 광촉매의 성능을 향상시키기 위해서는 자외선에서 근적외선에 이르는 넓은 영역에서 더 많은 태양광 에너지를 활용할 수 있어야 한다. 태양광의 근적외선 영역을 활용하기 위해 기존 반도체 광촉매를 업컨버전 나노입자와 결합하는 연구들이 수행되고 있다. 업컨버전 나노입자는 근적외선 광자를 여러 개 흡수하여 자외선이나 가시광선으로 변환하여 광촉매를 활성화할 수 있다. 그리고 반도체 광촉매와 업컨버전 나노입자에 플라즈모닉 금속 나노입자를 함께 결합시키면 태양광에 의한 광촉매 활성을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 총설은 업컨버전 나노입자를 이용하여 근적외선 영역의 태양광 에너지가 광촉매의 성능 향상에 기여할 수 있도록 하는 최근의 연구결과를 바탕으로 서술하였다.

• 세라미스트
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• 제21권3호
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• pp.270-282
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• 2018

The increasing importance of biomedical imaging technology has led to the development of a variety of luminescent materials, including molecular fluorophores, fluorescent proteins, and quantum dots. Owing to their inherent disadvantages, such as insufficient chemical stability and limited biocompatability, their utilization has been limited with imaging only under highly optimized and controlled conditions. Recently, a new class of luminescent nanoparticles, upconversion nanoparticles (UCNPs), have been emerging as a practically useful nanoprobe for various bioimaging applications. The detailed synthesis, functionalization, properties and in-vitro / in-vivo applications of the UCNPs are introduced and discussed in this Review.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.420.2-420.2
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• 2016

Various fields have been paid attention to upconversion nanoparticles (UCNPs) because of its unique optical properties. Moreover, to use the UC luminescent techniques through cell images for identified apoptosis/necrosis of cancer cells have been performed. They have been studied for a versatile biomedical application such as a biosensing tool, or delivery of active forms of medicines inside living cells. UCNPs have distinctive characteristics such as photoluminescence, special emission, low background fluorescence signal and good colloidal stability, which have many advantages compared with the organic dyes and quantum dots. UCNPs have not only a great potential for imaging (UC luminescence) but also therapies (photo-thermal therapy, PTT and photo-dynamic therapy, PDT) in cancer diagnostics. Therefore, we report the enhancement of upconversion red emission in NaYF4:Yb3+,Er3+ nanoparticles, synthesized via solid-state method with the thermal decomposition of trifluoroacetate as precursors and organic solvent at a high boiling point. The UCNPs have an emission in the field of near infrared wavelength, cubic shape and nano-size in length. In this study, we will further investigate it for cancer therapy with NIR optical detection onto the solid substrate.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권5호
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• pp.187-193
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• 2024

란타넘족이 도핑된 상향변환 나노입자(UCNPs)는 저에너지 근적외선 광자를 상대적으로 높은 에너지 가시광선 및 자외선 광자로 변환할 수 있다. 이들의 고유한 광학적 특성은 입체 디스플레이, 보안 라벨링 및 심층 조직 이미징과 같은 광범위한 응용 분야를 가지고 있다. 본 연구에서는 NaYF₄를 모체로 다양한 란타넘족 원소(Nd, Yb, Y, Tm)을 활용하여 용이한 용액공정 방법인 공동침전법으로 상향변환 나노입자를 성공적으로 합성하였다. 특히, NaYF₄:Nd³⁺, Yb³⁺@NaYF₄:Yb³⁺, Tm³⁺ 코어-쉘 나노입자를 합성하였고, 해당 나노입자는 745 nm 레이저 여기 하에서 상향변환 발광을 나타내었다. 이는 720~760 nm 사이의 Nd³⁺ 이온의 큰 흡수 단면과 Nd³⁺ 이온들에서 Yb³⁺ 이온들 및 Tm³⁺이온들으로의 효율적인 에너지 전달과 이동을 통해 이루어진다. 또한, 비활성 NaYF₄ 쉘의 형성은 상향변환 효율을 크게 향상시킨다. 본 연구진은 합성한 코어-쉘-쉘 UCNPs을 X선 회절(XRD) 패턴과 주사 전자 현미경(SEM), 투과 전자 현미경(TEM)을 통해 구조 분석을 진행하였고, 흡광도 및 광발광 스펙트럼을 통해 광학적 특성을 분석하였다.

• Medical Lasers
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• 제10권1호
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• pp.7-14
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• 2021

In cancer therapy, it is often desirable to use precision medicine that involves treatments of high specificity. One such treatment is the use of photo-triggered theranostic nanoparticles. These nanoparticles make it possible to visualize and treat tumors specifically in a controlled manner with a single injection. Several novel and powerful photo-triggered theranostic nanoparticles have been developed. These range from small organic dyes, semiconducting and biopolymers, to inorganic nanomaterials such as iron-oxide or gold nanoparticles, carbon nanotubes, and upconversion nanoparticles. Using photo-triggered theranostic nanoparticles and localized irradiation, complete tumor ablation can be achieved without causing significant toxicity to normal tissue. Given the great advances and promising future of theranostic nanoparticles, this review highlights the progress that has been made in the past couple of years, the current challenges faced and offers a future perspective.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.138-146
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• 2018

광역학치료는 질병을 치료함에 있어 전이가능성과 부작용이 매우 적고 국부적인 종양의 제거가 가능하다는 장점을 갖는 치료방법이다. 광역학치료에서는 빛 에너지를 흡수하여 세포 독성을 띠는 활성산소를 생성하는 감광제가 필수적이다. 하지만 일반적인 감광제는 가시광선을 광원으로 사용하므로 이에 따른 부작용 및 치료효과의 한계가 존재한다. 이러한 이유로 가시광선 대신 근적외선을 광원으로 사용할 수 있는 업컨버전 나노입자가 질병진단 및 치료 분야에서 주목을 받고 있다. 업컨버전 나노입자는 세포 독성 및 광원에 의한 부작용이 적고, 광원의 조직 내 높은 투과율 및 낮은 자가형광 등의 장점을 가지고 있다. 근적외선 업컨버전을 광역학치료에 활용하기 위해서는 근적외선을 흡수하는 업컨버전 나노입자를 활성산소를 생성시키는 감광제와 결합시켜야 한다. 나노입자에 결합된 감광제는 나노입자로부터 빛 에너지를 흡수하고 이를 주위의 산소에 전이시켜 활성산소를 생성한다. 뿐만 아니라 질병의 치료 효율은 업컨버전 나노입자의 표면을 개질하거나 항암 약물의 첨가, 또는 광열치료와의 결합을 통해 더욱 향상시킬 수 있다. 본 총설은 업컨버전 나노입자를 이용한 광역학치료와 이를 이용한 질병 치료 효과 향상에 대한 최근의 연구결과를 바탕으로 서술하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권2호
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• pp.170-177
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• 2018

Colloidally synthesized luminescent nanocrystals (NCs) have attracted tremendous attention due to their unique nanoscale optical and electronic properties. The emission properties of these NCs can be precisely tuned by controlling their size, shape, and composition as well as by introducing appropriate dopant impurities. Nowadays, these NCs are actively utilized for various applications such as optoelectronic devices including light emitting diodes (LEDs), lasers, and solar cells, and bio-medical applications such as imaging agents and bio-sensors. In this review, we classify luminescent nanomaterials into quantum dots (QDs), upconversion nanoparticles (UCNPs), and perovskite NCs and present their intrinsic emission mechanism. Furthermore, the recently emerging issues of efficiency, toxicity, and durability in these materials are discussed for better understanding of industry demands. As well, the future outlook will be offered for researchers to guide the direction of future research.