Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.467-467
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2011
Reflecting the growing importance of nanomaterials in science and technology, controlling the porosity combined with well-defined structural properties has been an ever-demanding pursuit in the related fields of frontier researches. A number of reports have focused on the synthesis of various nanoporous materials so far and, recently, the nanomaterials with multimodal porosity are getting an emerging importance due to their improved material properties compared with the mono porous materials. However, most of those materials are obtained in bulk phases while the spherical nanoparticles are one of the most practical platforms in a great number of applications. Here, we report on the synthesis of the core-shell silica nanoparticles with double mesoporous shells (DMSs). The DMS nsnoparticles are spherical and monodispersive and have two different mesoporous shells, i.e., the bimodal porosity. It is the first example of the core-shell silica nanoparticles with the different mesopores coexisting in the individual nanoparticles. Furthermore, the carbon and silica hollow capsules were also fabricated via a serial replication process.
Kim, Kyung Ho;Koo, Jun-Mo;Ryu, Sung-Soo;Yoon, Sang Hun;Han, Yoon Soo
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.49
no.6
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pp.507-512
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2016
Expensive silver powder is used to form electrodes in most IT equipment, and recently, many attempts have been made to lower manufacturing costs by developing powders with Ag-Ni or Ag-Cu core-shell structures. This study examined the sintering behavior of Ag-Ni electrode powder with a core-shell structure for silicon solar cell with high energy efficiency. The electrode powder was found to have a surface similar to pure Ag powder, and cross-sectional analysis revealed that Ag was uniformly coated on Ni powder. Each electrode was formed by sintering in the range of $500^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$, and the specimen sintered at $600^{\circ}C$ had the lowest sheet resistance of $5.5m{\Omega}/{\Box}$, which is about two times greater than that of pure Ag. The microstructures of electrodes formed at varying sintering temperatures were examined to determine why sheet resistance showed a minimum value at $600^{\circ}C$. The electrode formed at $600^{\circ}C$ had the best Ag connectivity, and thus provided a better path for the flow of electrons.
In this paper, we focused on the self-healing concrete using new nano-capsules. Three types of nano-capsules with respect to availability, high strength and temperature tolerance are used; type 1 is URF and polyethylene (PE) as shell and nano titanium oxide (TiO2) as core, type 2 is URF and PE as shell and nano silica oxide (SiO2) as core, type 3 is PE as shell and nano silica oxide (SiO2) as core. The concrete samples mixed by nano-capsules with three percents of 0.5, 1 and 1.5. Based on experimental tests and the compressive strength of samples, the URF-PE-SiO2 is selected for additional tests of compressive strength before and after recovery, ultrasonic test, ion chlorine and water penetration depths. After careful investigation, it is concluded that the optimum value of URF-PE-SiO2 nano-capsules is 0.5% since leads to higher compressive strength, ultrasonic test, ion chlorine and water penetration depths.
Park, Jihwan;Nguyen, Duc Quang;Yang, Haneul;Hong, Soonhyun;Truong, Thi Hien;Kim, Chunjoong;Kim, Dojin
Korean Journal of Materials Research
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v.28
no.5
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pp.261-267
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2018
Hydrothermal synthesis of highly crystalline $TiO_2$ nanorods is a well-developed technique and the nanorods have been widely used as the template for growth of various core-shell nanorod structures. Magneli/CdS core-shell nanorod structures are fabricated for the photoelectrochemical cell (PEC) electrode to achieve enhanced carrier transport along the metallic magneli phase nanorod template. However, the long and thin $TiO_2$ nanorods may form a high resistance path to the electrons transferred from the CdS layer. $TiO_2$ nanorods synthesized are reduced to magneli phases, $TixO_{2x-1}$, by heat treatment in a hydrogen environment. Two types of magneli phase nanorods of $Ti_4O_7$ and $Ti_3O_5$ are synthesized. Structural morphology and X-ray diffraction analyses are carried out. CdS nano-films are deposited on the magneli nanorods for the main light absorption layer to form a photoanode, and the PEC performance is measured under simulated sunlight irradiation and compared with the conventional $TiO_2/CdS$ core-shell nanorod electrode. A higher photocurrent is observed from the stand-alone $Ti_3O_5/CdS$ core-shell nanorod structure in which the nanorods are grown on both sides of the seed layer.
Microstructured Al@Al2O3 and Al@Ni-Al LDH (LDH = layered double hydroxide) core-shell metal-ceramic composites are prepared by hydrothermal reactions of aluminum (Al) metal substrates. Controlled hydrothermal reactions of Al metal substrates induce the hydrothermal dissolution of Al ions at the Al-substrate/solution interface and reconstruction as porous metal-hydroxides on the Al substrate, thereby constructing unique metal-ceramic core-shell composite structures. The morphology, composition, and crystal structure of the core-shell composites are affected largely by the ions in the hydrothermal solution; therefore, the critical physicochemical and surface properties of these unique metal-ceramic core-shell microstructures can be modulated effectively by varying the solution composition. A Ni/Al@Al2O3 catalyst with highly dispersed catalytic Ni nanoparticles on an Al@Al2O3 core-shell substrate was prepared by a controlled reduction of an Al@Ni-Al LDH core-shell prepared by hydrothermal reactions of Al in nickel nitrate solution. The reduction of Al@Ni-Al LDH leads to the exolution of Ni ions from the LDH shell, thereby constructing the Ni nanoparticles dispersed on the Al@Al2O3. The catalytic properties of the Ni/Al@Al2O3 catalyst were investigated for CO2 methanation reactions. The Ni/Al@Al2O3 catalyst exhibited 2 times greater CO2 conversion than a Ni/Al2O3 catalyst prepared by conventional incipient wetness impregnation and showed high structural stability. These results demonstrate the high effectiveness of the design and synthesis methods for the metal-ceramic composite catalysts derived by hydrothermal reactions of Al metal substrates.
Noble thermosensitive nanoparticles, based on a PNIPAAm-co-AA core and a chitosan shell structure, were designed and synthesized for the controlled release of the loaded drug. PNIPAAm nanoparticles containing a carboxylic group on their surface were synthesized using emulsion polymerization. The carboxylic groups were conjugated with the amino group of a low molecular weight, water soluble chitosan. The particle size of the synthesized nanoparticles was decreased from 380 to 25 nm as the temperature of the dispersed medium was increased. Chitosan-conjugated nanoparticles with $2{\sim}5$ wt% MBA, a crosslinking monomer, induced a stable aqueous dispersion at a concentration of 1mg/1mL. The chitosan-conjugated nanoparticles showed thermo sensitive behaviors such as LCST and size shrinkage that were affected by the PNIPAAm core and induced some particle aggregation around LCST, which was not shown in the NIPAAm-co-AA nanoparticles. These chitosan-conjugated nanoparticles are also expected to be more biocompatible than the PNIPAAm core itself through the chitosan shell structures.
In this research, an approach combining a semi-analytical method and an analytical method is presented to investigate the static and dynamic post-buckling behavior of the sandwich functionally graded (FG) porous cylindrical shells exposed to external pressure. The sandwich cylindrical shell considered is composed of a viscoelastic core and two FG porous (FGP) face layers. The viscoelastic core is made of Kelvin-Voigt-type material. The material properties of the FG porous face layer are considered continuous through each face thickness according to a porosity coefficient and a volume fraction index. Two types of sandwich FG porous viscoelastic cylindrical shells named Type A and Type B are considered in the research. Type A shell has the porosity evenly distributed across the thickness direction, and Type B has the porosity unevenly distributes across the thickness direction. The FG face layers are considered in two cases: outside metal surface, inside ceramic surface (OMS-ICS), and inside metal surface, outside ceramic surface (IMS-OCS). According to Donnell shell theory, von-Karman equation, and Galerkin's method, a discretized nonlinear governing equation is derived for analyzing the behavior of the shells. The explicit expressions for static and dynamic critical buckling loading are thus developed. To study the dynamic buckling of the shells, the governing equation is examined via a numerical approach implementing the fourth-order Runge-Kutta method. With a procedure presented by Budiansky-Roth, the critical load for dynamic post-buckling is obtained. The effects of various parameters, such as material and geometrical parameters, on the post-buckling behaviors are investigated.
Park Woo-Young;Youn Cheol-Su;Yu Ji-Hun;Oh Young-Woo;Choi Chul-Jin
Journal of Powder Materials
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v.11
no.6
s.47
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pp.510-514
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2004
Iron-carbon nanocapsules were synthesized by plasma arc discharge (PAD) process under various atmosphere of methane, argon and hydrogen gas. Characterization and surface properties were investigated by means of HRTEM, XRD, XPS and Mossbauer spectroscopy. Fe nanocapsules synthesized were composed of three phases $({\alpha}-Fe,\;Y-Fe\;and\;Fe_{3}C)$ with core/shell structures. The surface of nanocapsules was covered by the shell of graphite phase in the thickness of $4{\~}5$nm.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.663-663
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2013
We prepared Cu oxides, and Ni and Pd-TiO2@SiO2 core-shellnanostructures, and tested their CO oxidation performances by temperature-programmed mass spectrometry. We found the starting temperatures of CO oxidation are around $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ for Ni and Pd-TiO2@SiO2 nanostructures, respectively. Cu oxides are cubes with 50~200 nm with, prepared with different concentrations of NaOH and ascorbic acid. For the core-shell structures, we prepared 100 nm SiO2 spheres, first coated the surface with TiO2 precursor, and then coated with Ni and Pd. Their characteristics are further examined by scanning electron microscopy, optical microscope, FT-IR, and UV-Vis absorption spectroscopy.
Since conical sandwich shells are important structures in the modern industries, in this paper, for the first time, vibration behavior of the truncated conical sandwich shells which include temperature dependent porous FG face sheets and temperature dependent homogeneous core in various thermal conditions are investigated. A high order theory of sandwich shells which modified by considering the flexibility of the core and nonlinear von Karman strains are utilized. Power law rule which modified by considering the two types of porosity volume fractions are applied to model the functionally graded materials. By utilizing the Hamilton's energy principle, and considering the in-plane and thermal stresses in the face-sheets and the core, the governing equations are obtained. A Galerkin procedure is used to solve the equations in a simply supported boundary condition. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions are used to model the effect of the temperature changing in the sandwich shell. To verify the results of this study, they are compared with FEM results obtained by Abaqus software and for special cases with the results in literatures. Eigen frequencies variations are surveyed versus the temperature changing, geometrical effects, porosity, and some others in the numerical examples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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