• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권6호
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• pp.2003-2007
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• 2011

We report a highly sensitive surface-enhanced Raman scattering (SERS) platform for the selective trace analysis of mercury (II) ions in drinkable water using aptamer-conjugated silver nanoparticles. Here, an aptamer designed to specifically bind to $Hg^{2+}$ ions in aqueous solution was labelled with a TAMRA moiety at the 5' end and used as a Raman reporter. Polyamine spermine tetrahydrochloride (spermine) was used to promote surface adsorption of the aptamer probes onto the silver nanoparticles. When $Hg^{2+}$ ions are added to the system, binding of $Hg^{2+}$ with T-T pairs results in a conformational rearrangement of the aptamer to form a hairpin structure. As a result of the reduced of electrostatic repulsion between silver nanoparticles, aggregation of silver nanoparticles occurs, and the SERS signal is significantly increased upon the addition of $Hg^{2+}$ ions. Under optimized assay conditions, the concentration limit of detection was estimated to be 5 nM, and this satisfies a limit of detection below the EPA defined limit of 10 nM in drinkable water.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권4호
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• pp.524-533
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• 2003

DBD(Dielectric Barrier Discharge) plasma in air is well established for the production of large quantities of ozone and is more recently being applied to aftertreatment processes for HAPs(Hazardous Air Pollutants). Aim of this work is to determine design and operating parameters of a hybrid air cleaning system. DBD and ESP(Electrostatic Precipitator) are used as nano particle charger and collector, respectively. Pelletized MnO$_2$ catalyst or activated carbon is used fer ozone decomposition or adsorption material. AC voltage of 7～10 KV(rms) and 60 Hz is used as DBD plasma source. DC - 8 KV is applied to the ESP for particle collection. The overall particle collection efficiency for the hybrid system is over 85 % under 0.64 m/s face velocity. Ozone decomposition efficiency with pelletized MnO$_2$ catalyst or activated carbon packed bed is over 90 % when the face velocity is under 0.4 m/s in dry air.

• 상하수도학회지
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• 제27권2호
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• pp.155-164
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• 2013

The main purpose of this research was to examine the adsorption/ion exchange characteristics of radioactive species such as cesium and strontium onto synthetic Na-birnessite (sodium-birnessite). As part of efforts to investigate the sorption behavior of cesium and strontium onto synthetic Na-birnessite, batch isotherm tests were performed under different experimental conditions. Na-birnessite was synthesized by the oxidation of $Mn^{2+}$ ions in sodium hydroxide solution. The synthetic Na-birnessite was characterized by powder x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis. Cesium and strontium concentrations were determined by atomic absorption spectroscopy (AAS). The removal efficiency of strontium by Na-birnessite was around 95 % which was much higher than that of cesium (~ 32 %). The results imply that strontium has a higher affinity for Na-birnessite than cesium because strontium, divalent cation leads to larger electrostatic attraction than monovalent cesium.

• 한국재료학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2017

Zirconia nanoparticles were widely used as filler in order to get high refractive index layer. However, dispersion of nanoparticles is difficult due to their agglomeration in solvent. In this study, the dispersibility of the zirconia suspension is promoted by controlling the steric hindrance and electrostatic interactions through the adsorption of PEI according to alkali treatment time. Also, to induce improved dispersibility on suspension, we changed the dispersion conditions variously and fabricated an ink formulation method for the coating layer. Zirconia suspension was characterized by dynamic light scattering (DLS), Zeta potential measurement, Transmission Electron Microscope (TEM) and FT-IR. We were able to confirm that good dispersion of zirconia suspension by alkali treatment and PEI led to high refractive index.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권4호
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• pp.277-285
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• 2016

There is a growing demand for simple, cost-effective, and accurate analytical tools to determine the concentrations of biological and environmental compounds. In this study, a stable electroactive thin film of cobalt hexacyanoferrate (Cohcf) was prepared as an in situ chemical precipitant using electrostatic adsorption of $Co^{2+}$ on a silicate sol-gel matrix (SSG)-modified indium tin oxide electrode pre-adsorbed with $[Fe(CN)_6]^{3-}$ ions. The modified electrode was characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and electrochemical techniques. Electrocatalytic oxidation of hydrazine on the modified electrode was studied. An electrochemical sensor for hydrazine was constructed on the SSG-Cohcf-modified electrode. The oxidation peak currents showed a linear relationship with the hydrazine concentration. This study provides insight into the in situ growth and stability behavior of Cohcf nanostructures and has implications for the design and development of advanced electrode materials for fuel cells and sensor applications.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.313-325
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• 2007

본 연구에서는 점토광물 표면 클러스터의 크기와 결정학적 위상이 전자 밀도와 자기 차폐 텐서에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 캐올리나이트 규산염 층을 대표하는 세 개의 서로 다른 위상의 모델 클러스터와 벤질 알코올과의 상호작용에 대해 다양한 수준의 양자화학 계산을 수행하였다. 모델 클러스터 1은 단순화된 7개의 규산염 고리로 이루어졌고, 모델 클러스터 2는 결정학적 위상을 가진 7개의 규산염 고리로 이루어졌으며, 모델 클러스터 3은 세 개의 규산염 고리와 팔면체 고리로 이루어져 있다. 멀리켄 전하 계산 결과 벤질 알코올과의 반응 후의 상대적인 전자 밀도 이동의 크기는 모델클러스터 3의 사면체 쪽 > 모델 클러스터 1 > 모델 클러스터 2 > 모델 클러스터 3의 팔면체 쪽의 순으로 계산되었다. 또한 벤질 알코올과 강한 수소 결합을 하는 원자들의 전자 밀도 이동이 상대적으로 크다 벤질 알코올 흡착 전에 대한 사면체 표면 원자들의 자기 차폐 텐서 결과는 결정학적 위상을 고려하지 않은 경우 표면 중심으로부터의 거리가 비슷한 산소들끼리 유사한 등방 자기 차폐 텐서 값들을 갖고, 결정학적 위상을 고려한 경우는 결정학적으로 서로 다른 산소 자리(O3, O4, O5)에 대해 각각 $228.2{\pm}3.9,\;228.9{\pm}3.4,\;222.3{\pm}3.0ppm$으로 계산되었다. 흡착 전후의 산소 원자의 화학 차폐의 차이는 알코올과 근접한 산소들에서 약 $1{\sim}5.5ppm$ 정도의 변화가 나타나며 이러한 변화는 최근의 고분해능 이차원 핵자기공명분광 분석을 이용하면 실험으로 관찰할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 모델 클러스터 2의 화학 차폐의 변화는 모델 클러스터 1보다 상대적으로 큰 특징을 보인다. 전자밀도 이동과 화학 차폐의 변화는 약한 양의 상관관계를 가진다. 이러한 결과들은 캐올리나이트 규산염 사면체 층과 벤질 알코올이 약한 수소 결합과 벤젠 고리와 규산염 층 산소 원자들의 약한 정전기적 힘에 의해 흡착되고 있음을 보여준다. 본 연구는 점토광물과 유기물에 대한 양자 화학 계산에서 클러스터 크기와 결정학적 위상이 고려되어야 함을 제시한다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.157-161
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• 2024

양친매성 금나노입자는 표면에 친수성 및 소수성 리간드가 동시에 결합된 입자로 에너지, 바이오, 광학, 전자 기술 분야 등 그 응용분야가 다양하다. 특히 이러한 양친매성 금나노입자는 친수성과 소수성 특성을 모두 지니고 있어 서로 섞이지 않는 두 유체의 경계면에서 계면을 활성화하고 정렬된 구조체를 형성할 수 있다. 여기서, 금나노입자의 표면 특성은 두 유체의 경계면에서 금나노입자의 거동에 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 양친매성 금나노입자의 표면 특성 및 유기용매의 종류에 따른 금나노입자의 유기용매-물 경계면에서의 흡착 거동을 확인하였다. 소수성 리간드의 탄화수소가 길수록, 유기용매의 탄화수소가 짧을수록 계면에 흡착되는 금나노입자의 양이 증가함을 확인하였다. 또한 Langmuir 흡착등온식을 토대로 양친매성 금나노입자가 단일층을 이루고 있음을 확인함과 동시에 유의미한 열역학적 값(K_L, C_max)들을 얻었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권3호
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• pp.329-338
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• 2017

Nanofiltration (NF) technology is a membrane-based separation process, which has been pervasively used as the high-effective technology for drinking water treatment. In this study, a kind of composite polyamide NF thin film is selected to investigate the removal efficiencies and mechanisms of 14 trace drugs, which are commonly and frequently detected in the drinking water. The results show that the removal efficiencies of most drugs are quite high, indicating the NF is an effective technology to improve the quality of drinking water. The removal efficiencies of carbamazepine, acetaminophen, estradiol, antipyrine and isopropyl-antipyrine in ultrapure water are $78.8{\pm}0.8%$, $16.4{\pm}0.5%$, $65.4{\pm}1.8%$, $71.1{\pm}1.5%$ and $89.8{\pm}0.38%$, respectively. Their rejection rates increase with the increasing of their three-dimensional sizes, which indicates that the steric exclusion plays a significant role in removal of these five drugs. The adsorption of estradiol with the strongest hydrophobicity has been studied, which indicates that adsorption is not negligible in terms of removing this kind of hydrophobic neutral drugs by NF technology. The removal efficiencies of indomethacin, diclofenac, naproxen, ketoprofen, ibuprofen, clofibric acid, sulfamethoxazole, amoxicillin and bezafibrate in ultrapure water are $81{\pm}0.3%$, $86.3{\pm}0.5%$, $85.7{\pm}0.4%$, $93.3{\pm}0.3%$, $86.6{\pm}2.5%$, $90.6{\pm}0.4%$, $59.7{\pm}1.7%$, $80.3{\pm}1.4%$ and $80{\pm}0.5%$, respectively. For these nine drugs, their rejection rates are better than the above five drugs because they are negatively charged in ultrapure water. Meanwhile, the membrane surface presents the negative charge. Therefore, both electrostatic repulsion and steric exclusion are indispensable in removing these negatively charged drugs. This study provides helpful and scientific support of a highly effective water treatment method for removing drugs pollutants from drinking water.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.432-438
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• 2009

본 연구는 환경샘플 중 병원균을 진단하기 위한 목적을 가진다. 최소 챔버 칩에서 환경 샘플 중 병원균을 농축하고 mRNA를 증폭하여 효과적이고 간단한 진단방법을 고안하였다. PDMS로 면적 $1.5\;cm{\times}\;1.5\;cm$, 높이 $100\;{\mu}L$의 칩을 제작하여 유리에 부착시켰다. RNase에 의한 진단 오류 또는 실패를 막고자 RNase away 처리를 하고, RNA와 PDMS의 결합을 막기 위해 BSA 처리를 하였다. 수질에 있는 병원균은 매우 적은 농도로 존재하므로 농축의 과정이 필요하다. 농축의 방법에는 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 유리 비드를 칩 내에 삽입하고 저농도의 시료를 주입함으로서 고농도로 농축을 하는 방법을 사용하였다. 그러나 부피가 작은 칩 내에서 수행하기에는 내부 압력이 작용하여 문제가 발생하여 $100\;{\mu}m$의 유리 비드를 사용하고 유리비드의 칩 내부 이탈을 방지하기 위하여 댐을 만들어 농축에 가장 적합한 칩의 형태를 잡았다. 시료의 주입속도에 따라 내부 압력이 상승하여 댐의 기능이 상실하여 유리 비드가 이탈하게 되므로 그것을 방지하기 위하여 칩 내에 댐을 강화하여 만들고 내부압력 증가가 방지되는 최적의 댐을 개발하여 시료의 주입 속도 5 mL/min까지 유리 비드의 이탈을 막았다. 유리 비드에서의 RNA 농축은 pH 5에서 효과적이고 pH가 증가할수록 유리 비드와 RNA의 결합이 끊어지는 현상을 보였으므로 시료에 pH 5의 버퍼를 첨가하여 농축을 진행하고 중성의 NASBA 용액을 주입하여 유리비드에서 탈착된 농축된 고농도의 RNA를 증폭하였다. NASBA는 항온 수조에서 온도에 변화 없이 $41^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 진행하며 증폭된 mRNA는 직접 확인하였다. 이 방법은 LOC 기술을 적용하여 저농도의 시료를 효과적으로 측정할 수 있도록 편리한 바이오 칩을 개발함으로써 대용량의 샘플 중 극 저농도의 대장균을 효과적으로 검출할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 대한화학회지
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• 제19권5호
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• pp.317-324
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• 1975

$Na^+,\;Ca^{2+},\;Ni^{2+},\;Al^{3+}$ 이온이 포화된 montmorillonite상에 여러 溫度에서 일어난 $H_2O와\;D_2O$의 氣相吸着에 관하여 연구하였다. 吸着으로 인하여 생긴 OH의 IR 신축진동 band를 computer에 의하지 않고 4개의 Gauss 成分으로 나누었다. 물과 silanol OH기와의 共鳴理論은 $3625cm^{-1}와\;2680cm^{-1}$로 증명되었다. $3400cm^{-1}$와 2475cm 에서의 broad한 吸收는 吸着된 물과 水素結合을 일으키고 있는 silanol OH의 신축진동에 의한 것이었고 $3650cm^{-1}와\;2345cm^{-1}$ band는 吸着된 $H_2O와\;D_2O$에 의한 것이었다. 吸着水와 表面 OH사이의 水素結合은 精電氣的 相互作用에 의한 것임이 밝혀졌다.