본 연구에서는 생체모방형 비대칭 분리막 제조방법인 사각펄스양극산화법의 비대칭성 한계를 극복하기 위해 최근 보고된 셀렌산 전해액을 이용하고 표면개질에 따른 정류특성을 평가하였다. 분리막의 비대칭 원뿔형 채널은 최소직경이 10 nm이고 최대직경이 50 nm이며 길이가 5 ㎛이었다. 분리막의 정류특성은 기존 황산 전해액에서 제작된 것보다 높았으며 +1V에서의 전류가 -1 V일 때보다 최대 2.9배를 나타내었다. 또한, 실란화 반응을 이용한 표면개질을 통해 술폰산기를 도입한 분리막은 반대로 -1 V에서의 전류가 +1 V일 때보다 전류의 최대 4.2배인 정류특성을 나타냈다. 실험에 대한 이론적 증명은 2D 모델에 수치해석 결과를 제시함으로써 뒷받침되었다. 본 연구의 결과는 서로 다른 정류방향을 갖는 두 종류의 이온 정류 분리막을 손쉽게 제작할 수 있는 방법을 제시하며 이온의 이동을 제어하기 위한 다양한 연구 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구의 목적은 하이드록시아파타이트를 이용하여 블라스팅 처리한 뒤 양극산화 방법을 이용하여 하이드록시아파타이트와 이산화티탄이 복합된 표면을 만들고, 이에 대해 세포부착양상을 관찰하고 ALP 활성도와 칼슘 침착량을 측정함으로써 세포 분화능을 평가하여 표면의 생체적합성을 평가하는 데 있다. 이를 위해 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 접촉각 분석 결과, 복합처리된 HA+100과 HA+MAO 150은 유의하게 낮은 접촉각을 나타내었다(p<0.05). 세포부착 관찰 결과 연마 처리한 SM 시편에서는 납작한 모양으로 세포가 붙어있는 모습을 관찰할 수 있었으나, 표면 처리된 실험군에서는 세포의 모양이 시편을 따라 좀 더 길게 뻗어 부착된 모습을 관찰할 수 있었다. ALP 활성도 측정 결과 HA+MAO 150과 HA+MAO 200은 1, 2, 3주 모든 기간에서 가장 높은 ALP 활성도를 나타내었다(p>0.05). 칼슘양 측정 결과 HA+MAO 150 과 HA+MAO 200은 1, 2, 3주 모든 기간에서 가장 많은 칼슘양을 나타내었다(p<0.05). 따라서 하이드록시아파타이트 이산화티탄이 복합 코팅된 표면은 높은 표면에너지를 가지며 우수한 세포활성도를 나타내어 치과용 임플란트 표면으로 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 생각된다.
To investigate effects of heat treatments including grain size control in substrate aluminum on nanopore arrays in anodic alumina template, aluminum was heat treated at $500^{\circ}C$ for 1h. The heat treated aluminum was anodized by two successive anodization processes in oxalic solution and the nanopore arrays in anodic alumina layer were studied using TEM and FE-SEM. The highly ordered porous alumina templates with 110 nm interpore distance and 40 nm pore diameter have been observed and the pore array of the anodic alumina has a uniform and closely-packed honeycomb structure. In the case of alumina template obtained from heat treated aluminum substrate, the well- ordered nanopore region in anodic alumina increased and became more homogeneous compared with that from non-heattreated one.
Aluminum and its alloys have been widely used in various fields because of low weight, high strength, good conductivity, and low price. It is well known that aluminum alloys that cause natural oxide film can inhibit corrosion in wet, salty environments. However, these oxides are so thin that corrosion occurs in a variety of environments. To prevent this problem, an electrochemical anodizing technique was applied to the aluminum alloy surface to form a thick layer of oxide and a unique oxide shape, such as a hierarchical pore structure simultaneously combining large and small pores. The shape of the structures was implemented using stepwise anodization voltages such as 40 V for mild anodizing and 80 V for hard anodizing, respectively. To maximize water repellency, it is crucial to the role of surface structures shape. And a hydrophobic thin film was coated by 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) to minimize surface energy of the structure surface. Thus, such nanoengineered superhydrophobic surface exhibited a high water contact angle and excellent corrosion resistance such as low corrosion current density and inhibition efficiency.
본 실험에서는 황산용액에서 전기화학적으로 금속 알루미늄판을 양극산화하여 원통형 세공구조를 갖고 있는 alumina막을 형성시켰다. 양극화에 사용된 알루미늄 시료는 전해연마, 화학연마 및 열산화와 같은 전처리 공정을 거쳐서 준비하였으며, 형성된 알루미나막의 세공분포와 두께 등을 SEM과 BET를 사용하여 조사하였다. 그 결과 산화피막이 Keller모델과 같은 기하 구조로 이루어져 있으며. 균일한 세공 분포를 지니고 있음을 볼 수 있었다. 그리고 산화막의 세공크기와 두께는 황산전해질의 농도, 반응온도 그리고 전류밀도와 같은 양극산화 공정변수에 의존함을 알수 있었다.
High-aspect-ratio nano-hair or nano-pillar arrays have great potential in a variety of applications. In this study, we present a simple and cost-effective replication method of high-aspect-ratio polymer nano-hair arrays. Highly ordered nano-porous AAO (anodic aluminum oxide) template was utilized as a reusable nano-mold insert. The AAO nano-mold insert fabricated by the two-step anodization process in this study had close- packed straight nano-pores, which enabled us to replicate densely arranged nano-hairs. The diameter, depth and pore spacing of the nano-pores in the fabricated AAO nano-mold insert were about 200nm, $1{\mu}m$ and 450nm, respectively. For the replication of polymer nano-hair arrays, a UV nano embossing process was applied as a mass production method. The UV nano embossing machine was developed by our group for the purpose of replicating nano-structures by means of non-transparent nano-mold inserts. Densely arranged high-aspect-ratio nano-hair arrays have been successfully manufactured by means of the UV nano embossing process with the AAO nano-mold insert under the optimum processing condition.
The present work is performed to photocatalytically reduce Cr(VI) by means of metal deposited anodized $TiO_2$ tubes, which are prepared by anodization of Ti foil followed by metal deposition. Stably immobilized photo-reactive materials are favored in the field of detoxification in a conventional aqueous medium, preventing gradual loss of efficiency and process malfunction due to detachment of the materials. The prepared samples are characterized by SEM, TEM, EDAX, and photocurrent. The metal deposited-$TiO_2$ electrode shows higher efficiency for Cr(VI) reduction (ca. 20%) and higher ability for adsorption (4~5 times) than pure one.
The purpose of this study was to investigate $2^{nd} $nanotube formed surface observation of the Ti-25Ta-xZr alloys using ATO(anodic titanium oxide) technique. Ti-25Ta-xZr alloy was anodized in 1M $H_3PO_4$ electrolytes containing 0.8 Wt. % NaF at room temperature. After formation of nanotube was achieved out, nanotube was eliminated, and then anodization was carried out repeatedly. The microstructures, phase transformation, and morphology of nanotubular Ti-25Ta-xZr alloys and process of nanotube growth by using ATO method was examined by optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The ${\alpha}$ phase and ${\beta}$ phases were affected to form the second nanotube morphology of Ti-25Ta-xZr alloys.
A stacked high-voltage (900 V) Al electrolytic capacitor made with ZrO2 coated anode foils, which has not been studied so far, is realized and the effects of Zr-Al-O composite layer on the electric properties are discussed. Etched Al foils coated with ZrO2 sol are anodized in 2-methyl-1,3-propanediol (MPD)-boric acid electrolyte. The anodized Al foils are assembled with stacked structure to prepare the capacitor. The capacitance and dissipation factor of the capacitor with ZrO2 coated anode foils increase by 41 % and decrease by 50 %, respectively, in comparison with those of Al anode foils. Zr-Al-O composite dielectric layer is formed between separate crystalline ZrO2 with high dielectric constant and amorphous Al2O3 with high ionic resistivity. This work suggests that the formation of a composite layer by coating valve metal oxide on etched Al foil surface and anodizing it in MPD-boric acid electrolyte is a promising approach for high voltage and volume efficiency of capacitors.
원자힘 현미경 양극산화 패터닝 기술에 관한 연구를 유기 저항막의 종류 및 그들의 특성을 토대로 다루었다. 본 연구실에서 수행한 자기조립막, 랑뮈어-블라짓막, 고분자막 위에서의 원자힘 현미경 양극산화 패터닝에 대한 연구결과를 중심으로, 유기 저항막 위에서의 원자힘 현미경 양극산화 패터닝 기술에 대한 이해를 돕고자 하였다. 현실적인 공정 속도에서 높은 종횡비의 패턴을 형성하기 위해 원자힘 현미경 양극산화 패터닝에 유기 저항막의 전기-기계적 특성, 젖음 특성, 에칭 저항 특성 등이 중요한 인자들임을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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