• Title/Summary/Keyword: ZnO 나노입자

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Preparation and Characteristics of Nanometer-sized ZnO Powder by Solution Combustion Process for Photocatalyst Applications (용액 연소법에 의한 광촉매용 나노크기의 ZnO 분말의 제조 및 특성)

  • Lee, Kang-Ryeol;Kim, Whung-Whoe;Park, Sung
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.8
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    • pp.765-770
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    • 2001
  • 광촉매용 ZnO 나노크기의 분말은 시작원료와 연료의 종류에 따라 용액연소법에 의해 제조되었다. 결정상은 XRD로부터 확인할 수 있었으며 분말의 하소온도는 TG 분석으로부터 결정되었다. 분말의 비표면적은 BET 법에 의해 측정되었으며 평균입자크기와 형태를 SEM과 TEM으로부터 조사하였다. 또한 분말의 순도를 조사하기 위해 적외선 흡수스펙트럼을 측정하였으며 광촉매 효율로서 은이 첨가된 사진현상액을 이용하여 은의 수거율을 측정하였다. 용액연소법으로 제조한 경우 시작원료와 연료에 관계없이 단상의 ZnO 분말을 쉽게 얻을 수 있었다. 그러나 합성된 ZnO 분말의 입자크기와 형태는 연료의 종류에 따라 서로 다르게 보였다. 특히, 연료로 glycine을 사용한 경우, ZnO 분말의 입자 형태는 균일한 나노 크기의 구형이었으나 carbohydrazide을 사용한 경우에는 판상과 같은 형태를 보였다. 이러한 결과를 기초로 하여 시작원료와 연료로 Zn(OH)$_2$와 glycine을 사용하여 합성된 ZnO 분말이 우수한 분말 특성을 보였으며 75nm의 입자크기와 94$m^2$/g의 비표면적을 보였다. 또한 사진현상액에 존재하는 은이 3분 이내에 완전히 제거되는 우수한 광촉매 성질을 보였다.

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나노 입자 분산 레진의 임프린트 공정을 통한 기능성 패턴 제작

  • Jo, Han-Byeol;Byeon, Gyeong-Jae;O, Sang-Cheol;Lee, -Heon
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.31.1-31.1
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    • 2011
  • 현재 발광 소자, 태양전지, 디스플레이 등의 산업 분야에서는 저반사 나노 패턴, 광결정 패턴, 초소수성 나노 구조 등을 적용하여 소자의 효율을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 이러한 기능성 패턴 제작을 위해서는 기능성 소재의 증착, 노광 공정, 식각 등의 복잡하고 고가인 공정이 필요하기 때문에 실제 적용이 어려운 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 나노 입자가 분산된 레진을 직접 임프린팅하는 저비용의 간단한 공정으로 나노 크기에서 마이크론 크기에 이르는 다양한 기능성 패턴을 제작하였다. 구체적으로, ZnO 나노 입자를 PMMA 레진에 분산하여 나노 입자 솔루션을 제작하였고 열경화 임프린트 공정을 통해서 Si 및 글래스 기판 위에 micron 및 sub-micron 급의 격자 패턴을 형성하였다. 이후 레진에 포함되는 ZnO 나노 입자 함량비에 따른 굴절률 및 투과도와 표면 거칠기에 따른 접촉각 측정을 통해서 기능성 패턴의 광학특성 및 표면특성을 분석하였다.

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Optical and Hydrophobic Properties of Ag Deposited ZnO Nanorods on ITO/PET (ITO/PET 기판 위에 성장된 산화아연 나노로드에 형성된 은 입자의 광학적 특성 및 소수성 표면 연구)

  • Ko, Yeong-Hwan;Kim, Myung-Sub;Yu, Jae-Su
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.21 no.4
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    • pp.205-211
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    • 2012
  • We investigated the optical and hydrophobic properties of the deposited silver (Ag) zinc oxide (ZnO) nanorods (NRs) on flexible indium tin oxide (ITO) coated polyethylene terephthalate (PET) substrates (i.e., ITO/PET). The ZnO NRs were grown by an electrochemical deposition using a sputtered ZnO seed layer and the Ag was deposited by using a thermal evaporator. For comparison, the same fabrication process was carried out on the bare ITO/PET without ZnO NRAs. Due to the discrete surface of ZnO NRs, the deposited Ag was formed as nano-scale particles, while the Ag became film-like for bare ITO/PET. In order to control the size and amount of Ag particles, the Ag deposition time was changed from 100 to 600 s. When the deposition time was increased, the Ag particles became larger and denser, and the absorptance was increased. This enhanced absorptance may be due to the localized surface plasmon resonance of Ag particles. Furthermore, the relatively high hydrophobicity was observed for the deposited Ag on the ZnO NRs/ITO/PET. These improved optical and surface properties are expected to be useful for flexible photovoltaic and optoelectronic devices.

Toxicity Evaluation of Metals and Metal-oxide Nanoparticles based on the Absorbance, Chlorophyll Content, and Cell Count of Chlorella vulgaris (Chlorella vulgaris의 흡광도, 클로로필 및 개체수 통합 영향에 근거한 중금속 및 나노입자 독성 조사)

  • Jang, Hyun Jin;Lee, Mun Hee;Lee, Eun Jin;Yang, Xin;Kong, In Chul
    • Clean Technology
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    • v.23 no.1
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    • pp.27-33
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    • 2017
  • In this study, toxicities of seven metals (Cu, Cd, Cr, As(III), As(V), Zn, Ni) and five metal oxide nanoparticles (NPs: CuO, ZnO, NiO, $TiO_2$, $Fe_2O_3$) were evaluated based on the growth of Chlorella vulgaris. Effect on algae growth was evaluated by integrating the results of absorption, chlorophyll content, and cell count. The toxicity rankings of metals was observed as Cr ($0.7mgL^{-1}$) > Cu ($1.7mgL^{-1}$) > Cd ($3.2mgL^{-1}$) > Zn ($3.9mgL^{-1}$) > Ni ($13.2mgL^{-1}$) > As(III) ($17.8mgL^{-1}$) ${\gg}$ As(V) (> $1000mgL^{-1}$). Slightly different orders and sensitivities of metal toxicity were examined depending on endpoints of algal growth. In case of NPs, regardless of endpoints, similar toxicity rankings of NPs ($TEC_{50}$) were observed, showing ZnO ($2.4mgL^{-1}$) > NiO ($21.1mgL^{-1}$) > CuO ($36.6mgL^{-1}$) > $TiO_2$ ($62.5mgL^{-1}$) > $Fe_2O_3$ ($82.7mgL^{-1}$). These results indicate that an integrating results of endpoints might be an effective strategy for the assessment of contaminants.

ZnO Nanostructures for Photovoltaic Applications

  • Im, Dong-Chan;Lee, Gyu-Hwan;Jeong, Yong-Su;Park, Mi-Yeong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.6.1-6.1
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    • 2009
  • 최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 태양전지는 차세대 대체에너지로 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 태양전지 시장은 벌크실리콘 태양전지가 주를 이루고 있으나, 박막형, 유기물, 염료감응형 등 다양한 차세대 태양전지가 개발되고 있다. 차세대 태양전지는 글래스나 폴리머 기판위에 형성된 전극을 바탕으로 하여 다양한 형태의 태양전지가 형성되기 때문에 태양전지용 투명도전성 산화물 전극에 대한 중요성이 증가하고 있다. 예를 들어 실리콘 박막형 태양전지의 경우 수소 플라즈마 분위기 안정성 때문에 ZnO:Al 전극이 개발, 적용되고 있다. 이밖에도 ZnO는 나노입자, 나노로드 등의 다양한 형태를 기반으로 유기물 및 염료감응형 태양전지 전극으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용해 나노입자, 나노로드, 나노 sheet 등 다양한 형태의 ZnO 나노구조를 형성한 후, 태양전지 적용을 위한 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 3차원 형태의 ZnO sheet 전극은 90% @ 550 nm 가 넘는 우수한 광특성 (Haze value)을 보였으며, 염료감응형 태양전지에 적용되었을 경우 2차원 형태의 ZnO 전극에 비해 Jsc 값이 2.5배 이상 향상되었다.

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Photoanode Effects Based ZnO Sheets (ZnO Sheets 기반 Photoanode Effects)

  • Park, Mi-Yeong;Kim, Yeong-Tae;Im, Dong-Chan;Lee, Gyu-Hwan;Jeong, Yong-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.197-197
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    • 2009
  • 전기도금방법으로 여러형태의 ZnO 나노구조를 ITO/glass 위에 전착하였다. 그 중 sheet 형태의 ZnO 나노구조 위에 $TiO_2$와 CdSe 나노입자를 전기화학적 방법으로 전착하여 유 무기 복합태양전지 및 염료감응형 태양전지의 anode로 적용하였다. 동일조건 하에서 ZnO-CdSe 형태의 전극을 사용하였을 때 Jsc, Voc 값이 상대적으로 다른 전극에 비해 증가하였다.

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Effect of ethylene glycol on the nano-sized ZnO nanoparticles using polyol process (폴리올 공정을 이용한 에틸렌 글리콜이 나노 크기의 산화아연 나노입자에 미치는 영향)

  • Dae-Hwan Jang;Bo-Ram Kim;Dae-Weon Kim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.34 no.4
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    • pp.117-124
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    • 2024
  • Zinc oxide nanoparticles were synthesized using the polyol method with ethylene glycol containing hydroxyl groups (-OH). It was confirmed that the zinc compounds prepared by the polyol method were a mixture of zinc carbonate hydroxide (Zn5(OH)6(CO3)2) and zinc oxide (ZnO) crystalline structures. Calcination at 400℃, 600℃ and 800℃ was performed to examine the effects of calcination temperature on the particle size, morphology and crystallinity of zinc oxide. ZnO powders of calcination at 800 ℃ was evaluated to particle size analysis from ethylene glycol containing precursor solution compared with distilled water based solution. The zinc oxide particles obtained from the former had a particle size of approximately 404 ± 51 nm, whereas those from the latter exhibited a more uniform nanoparticles morphology with a particle size of approximately 109 ± 29 nm. This demonstrates that the addition of ethylene glycol can control the influence of water molecules, enabling the direct synthesis of zinc oxide in the form of uniform nanoparticles.

Superhydrophobic ZnO nano-in-micro hierarchical structure fabricated by nanoimprint lithography

  • Jo, Han-Byeol;Byeon, Gyeong-Jae;Gwon, Mu-Hyeon;Lee, Heon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.153-153
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    • 2012
  • 자연계에는 다양한 생물체들의 표면 구조가 특수한 기능을 갖는 형태로 되어 있다. 이와 같이 특수한 기능을 갖는 생물체들의 표면 구조는 일반적으로 화학적 조성과 표면의 더불어 나노와 마이크로 구조가 혼합되어 있는, 이른바 hierarchical 구조를 보인다. 그 중에서도 표면 초소수성 특성을 보이는 연잎의 표면과 같은 hierarchical 구조는 self-cleaning effect 등의 기능성 표면 제작에 활용이 가능하여 이를 모사하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다. 이에 본 연구에서는 연잎과 같은 초소수성을 띄는 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 저온 공정을 통하여 다양한 기판에 제작하였다. 이를 위하여 ZnO 나노 입자 분산 레진을 제작하였고 UV imprinting 과 수열합성법을 통하여 마이크로 패턴 상부에 ZnO 나노 입자가 형성된 ZnO nano-in-micro hierarchical 구조를 형성하였다. 제작된 ZnO hierarchical 구조의 젖음 특성은 표면 접촉각이 $160^{\circ}C$이상인 초소수성을 보였으며, 제작 공정에는 고온의 열처리가 수반되지 않아 PET film 등 다양한 기판에 ZnO hierarchical 구조를 제작할 수 있었다.

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ZnO Nanostructure Characteristics by VLS Synthesis (VLS 합성법을 이용한 ZnO 나노구조의 특성)

  • Choi, Yuri;Jung, Il Hyun
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.20 no.6
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    • pp.617-621
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    • 2009
  • Zinc oxide (ZnO) nanorods were grown on the pre-oxidized silicon substrate with the assistance of Au and the fluorine-doped tin oxide (FTO) based on the catalysts by vapor-liquid-solid (VLS) synthesis. Two types of ZnO powder particle size, 20nm, $20{\mu}m$, were used as a source material, respectively The properties of the nanorods such as morphological characteristics, chemical composition and crystalline properties were examined by X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and field-emission scanning electron microscope (FE-SEM). The particle size of ZnO source strongly affected the growth of ZnO nanostructures as well as the crystallographic structure. All the ZnO nanostructures are hexagonal and single crystal in nature. It is found that $1030^{\circ}C$ is a suitable optimum growth temperature and 20 nm is a optimum ZnO powder particle size. Nanorods were fabricated on the FTO deposition with large electronegativity and we found that the electric potential of nanorods rises as the ratio of current rises, there is direct relationship with the catalysts, Therefore, it was considered that Sn can be the alternative material of Au in the formation of ZnO nanostructures.

The Study of Plate Powder Coated Nano Sized ZnO Synthesis and Effect of Sensory Texture Improvement (나노 ZnO 입자가 코팅된 판상 분체의 합성과 사용감 증진 효과에 대한 연구)

  • Jin-Hwa , Lee;Ju-Yeol, Han;Sang-Gil, Lee;Hyeong-Bae, Pyo;Dong-Kyu, Lee
    • Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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    • v.30 no.2
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    • pp.173-180
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    • 2004
  • Nano sized ZnO particle as 20-30nm applies for material, pigments, rubber additives, gas sensors, varistors, fluorescent substance as well as new material such as photo-catalyst, sensitizer, fluorescent material. ZnO with a particle size in the range 20-30nm has provided to be an excellent UV blocking material in the cosmetics industry, which can be used in sunscreen product to enhance the sun protection factor and natural makeup effect. But pure ZnO particles application limits for getting worse wearing feeling. We make high-functional inorganic-composite that coated with nano-ZnO on the plate-type particle such as sericite, boron nitride and bismuthoxychloride. In this experiment, we synthesized composite powder using hydrothermal precipitation method. The starting material was ZnCl$_2$ Precipitation materials were used hexamethylenetetramine(HMT) and urea. We make an experiment with changing as synthesis factors that are concentrations of starting material, precipitation materials, nuclear formation material, reaction time, and reaction temperature. We analyzed composite powder's shape, crystallization and UV-blocking ability with FE-SEM, XRD, FT-IR, TGA-DTA, In vitro SPF test. The user test was conducted by product's formulator. In the results of this study, nanometer sized ZnD was coated regardless of the type of plate-powder at fixed condition range. When the coated plate-powders were applied in pressed powder product, the glaze of powder itself decreased, but natural make-up effect, spreadability, and adhesionability were increased.