• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.236-242
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• 2011

The oxyfluorination effects of activated carbon nanofibers (OFACFs) were investigated for $CO_2$ storage. Electrospun CFs were prepared from a polyacrylonitrile/N,N-dimethylformamide solution via electrospinning and heat treatment. The electrospun CFs were chemically activated in order to generate the pore structure, and then oxyfluorination was used to modify the surface. The samples were labeled CF (electrospun CF), ACF (activated CF), OFACF-1 ($O_2:F_2$ = 7:3), OFACF-2 ($O_2:F_2$ = 5:5) and OFACF-3 ($O_2:F_2$ = 3:7). The functional group of OFACFs was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy analysis. The C-F bonds formed on surface of ACFs. The intensities of the C-O peaks increased after oxyfluorination and increased the oxygen content in the reaction gas. The specific surface area, pore volume and pore size of OFACFs were calculated by the Brunauer-Emmett-Teller and density functional theory equation. Through the $N_2$ adsorption isotherm, the specific surface area and pore volume slightly decreased as a result of oxyfluorination treatment. Nevertheless, the $CO_2$ adsorption efficiency of oxyfluorinated ACF improved around 16 wt% due to the semi-ionic interaction effect of surface modificated oxygen functional groups and $CO_2$ molecules.

• 센서학회지
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• 제25권3호
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• pp.223-228
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• 2016

In this work, we prepared porous WO3 nanofibers (NFs) functionalized by bio-inspired catalytic $Cr_2O_3$ and $Co_3O_4$ nanoparticles as highly sensitive and selective $H_2S$ gas sensing layers. Highly porous 3-dimensional (3D) NFs networks decorated by well-dispersed catalyst NPs exhibited superior $H_2S$ gas response ($R_{air}/R_{gas}$ = 46 at 5 ppm) in high humidity environment (95 %RH). In particular, the sensors showed outstanding $H_2S$ selectivity against other interfering analytes (such as acetone, toluene, CO, $H_2$, ethanol). Exhaled breath sensors using $Cr_2O_3$ and $Co_3O_4$ catalysts-loaded $WO_3$ NFs are highly promising for the accurate detection of halitosis.

• 전기화학회지
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• 제19권4호
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• pp.123-128
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• 2016

본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$과 $189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.

• Macromolecular Research
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• 제16권2호
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• pp.139-148
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• 2008

Biodegradable and elastic poly(L-lactide-co-$\varepsilon$-caprolactone) (PLCL) was electrospun to prepare nanofibers, and N-isopropylacrylamide (NIPAAm) was then grafted onto their surfaces under aqueous conditions using $^{60}Co-{\gamma}$ irradiation. The graft yield increased with increasing irradiation dose from 5 to 10 kGy and the nanofibers showed a greater graft yield compared with the firms. SEM confirmed that the PLCL nanofibers maintained an interconnected pore structure after grafting with NIPAAm. However, overdoses of irradiation led to the excessive formation of homopolymer gels on the surface of thc PLCL nanofibers. The equilibrium swelling and deswelling ratio of the PNIPAAm-g-PLCL nanofibers (prepared with 10 kGy) was the highest among the samples, which was consistent with the graft yield results. The phase-separation characteristics of PNIPAAm in aqueous conditions conferred a unique temperature-responsive swelling behavior of PNIPAAm-g-PLCL nanofibers, showing the ability to absorb a large amount of water at < $32^{\circ}C$, and abrupt collapse when the temperature was increased to $40^{\circ}C$. In accordance with the temperature-dependent changes in swelling behavior, the release rate of indomethacin and FITC-BSA loaded in PNIPAAm-g-PLCL nanofibers by a diffusion-mediated process was regulated by the change in temperature. Both model drugs demonstrated greater release rate at $40^{\circ}C$ relative to that at $25^{\circ}C$. This approach of the temperature-controlled release of drugs from PNIPAAm-g-PLCL nanofibers using gamma-ray irradiation may be used to design drugs and protein delivery carriers in various biomedical applications.

• 방사선산업학회지
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• 제5권4호
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• pp.365-370
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• 2011

Electrospun nanofibers prepared with synthetic biodegradable polymer have some limitations in regulating adhesion, proliferation, and spreading of cells because of their surface hydrophobicity and absence of cell-interaction. In this study, we functionalized the electrospun poly(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL) nanofibers with acrylic acid (AAc) to modulate their surface hydrophilicity using electron-beam irradiation method and then measured grafting ratio of AAc, water contact angle, and ATR-FTIR of AAc-grafted nanofibers. A grafting ratio of AAc on the nanofibers was increased as irradiation dose and AAc concentration were increased. AAc-grafted nanofibers also have higher wettability than non-modified nanofibers. In conclusion, those surface-modified nanofibers may be an essential candidate to regulate cell attachment in tissue engineering applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.584-588
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• 2019

디젤엔진 시스템은 미세먼지 배출의 엄격해진 저감/제어 기준을 충족하기 위해서 산화촉매는 매우 중요한 기술 중에 하나이다. 본 연구에서는 효율적인 soot산화의 촉매로 Ag 나노입자가 loading된 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3$ 섬유상 web 촉매를 제시하였다. 제조된 촉매는 FE-SEM, EDS mapping, XRD, XPS 분석을 통해 특성을 평가하였다. Soot 산화성능측정결과 Ag의 효율적인 촉매특성과 증가된 soot입자와 표면의 접촉면적으로 인하여 50% 산화온도 평가($T_{50}=490^{\circ}C$)에서 자연적인 산화보다 $151^{\circ}C$ 가속화된 것을 확인하였다. 따라서 Ag가 loading된 촉매와 3차원적인 web 구조는 soot 산화에 효율적인 촉매후보군으로 확인하였다.

• Carbon letters
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• 제13권3호
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• pp.139-150
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• 2012

Poly-L-lactic acid (PLLA), PLLA/hydroxyapatite (HA), PLLA/multiwalled carbon nanotubes (MWNTs)/HA, PLLA/trifluoroethanol (TFE), PLLA/gelatin, and carbon nanofibers (CNFs)/${\beta}$-tricalcium phosphate (${\beta}$-TCP) composite membranes (scaffolds) were fabricated by electrospinning and their morphologies, and mechanical properties were characterized for use in bone tissue regeneration/guided tissue regeneration. MWNTs and HA nanoparticles were well distributed in the membranes and the degradation characteristics were improved. PLLA/MWNTs/HA membranes enhanced the adhesion and proliferation of periodontal ligament cells (PDLCs) by 30% and inhibited the adhesion of gingival epithelial cells by 30%. Osteoblast-like MG-63 cells on the randomly fiber oriented PLLA/TEF membrane showed irregular forms, while the cells exhibited shuttle-like shapes on the parallel fiber oriented membrane. Classical supersaturated simulated body fluids were modified by $CO_2$ bubbling and applied to promote the biomineralization of the PLLA/gelatin membrane; this resulted in predictions of bone bonding bioactivity of the substrates. The ${\beta}$-TCP membranes exhibit good biocompatibility, have an effect on PDLC growth comparable to that of pure CNF membrane, and can be applied as scaffolds for bone tissue regeneration.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.418-425
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• 2015

Polycaprolactone(PCL)과 biphasic calcium phosphate(BCP)는 생체적합성 및 골 형성 촉진 등으로 인해 정형외과 소재로 사용되고 있다. 하지만, PCL은 표면이 소수성으로 인해 세포의 부착 및 증식에 제한적이기 때문에 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 감마선을 이용하여 골 재생을 위한 친수성이 향상된 PCL/BCP 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유는 전기방사를 통해 제작했으며, 감마선을 이용하여 acrylic acid(AAc)를 도입하였다. SEM을 통해 나노섬유 표면을 확인하였고, AAc가 도입된 나노섬유 위에서 MG63의 초기 생존율이 현저히 증가한 것을 확인하였다. 알칼리성 포스파테이즈 활성은 $1.239{\pm}0.226nmole/{\mu}g/min$으로 개질되지 않은 나노섬유($0.590{\pm}0.286nmole/{\mu}g/min$) 보다 증가하였다. 따라서, AAc가 도입된 PCL/BCP 나노섬유는 골조직 재생에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.228-241
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• 2020

리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.938-943
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• 2018

고전압 정전방사 장치를 이용하여 나노 섬유를 직조하였다. 정전방사장치는 액상의 고분자를 방출하는 펌프, 노즐과 노즐회전자 등의 부품으로 구성되어 있으며, 알루미늄 재질의 포집판을 설치하여 방사되는 섬유를 포집하였다. 정전방사방법을 이용하여 매우 미세한 나노굵기의 섬유를 제조하고,화학적으로 활성화시킴으로써 미세공을 형성함과 동시에 화학작용기를 분포시켜 저농도의 이산화탄소 분자를 포집하는 실험을 실시하여 실내공기중에 존재하는 저농도 이산화탄소 가스를 포집하는 섬유상 흡착제를 제조해보고자 하였다. 이러한 화학작용기는 이산화탄소 분자와의 상호 인력을 향상시킬 수 있고, 궁극적으로는 포집효율을 증가시킬 수 있었다. 정전방사식으로 제조한 섬유의 굵기는 250-350 nm 였으며, 생성된 미세공은 0.6에서 0.7 nm 이고, 평균 비표면적은 $569m^2/g$였다. 순수 이산화탄소 흐름과 실내공간에서 흔히 발견되는 0.3% 수준의 농도에 대하여 포집실험을 한 결과, 각각 1.08 mmol/g과 0.013 mmol/g에서 2.2 mmol/g과 0.144 mmol/g으로 향상되었다. 이러한 포집량 증가는 나노섬유상 흡착제의 비표면적 대비 미세공의 비율과 관계가 있음이 밝혀졌다. 특히 화학적 상호인력의 특성을 활용하여 저농도에서의 선택도를 향상시킬 수 있음을 간접적으로 파악하였다.