• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.80-85
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• 2016

넓은 비표면적과 큰 기공 부피를 갖는 실리카에 다양한 아미노실란 화합물을 in-situ 중합법을 통해 기능화 후 이산화탄소 흡착 특성을 확인하였다. 이산화탄소 흡착 기능기로 아민기가 포함된 아미노실란 화합물이 사용되었다. 흡착제의 흡착 특성 분석을 위해 질소 흡 탈착 실험과 원소분석, in situ FT-IR, TGA를 이용하였다. 흡착제 합성 전후를 비교하였을 때 폴리아미노실란이 기능화되면 표면적과 기공부피 및 크기가 감소하였으며 실리카 기공 부피의 70%에 해당하는 폴리아미노실란 화합물을 기능화 시켰을 경우 기공 부피의 100% 기능화 보다 이산화탄소 흡착능이 향상되었다. 흡착 온도를 비교하며 $30^{\circ}C$보다 $75^{\circ}C$에서 폴리아미노실란 화합물의 열팽창과 자유부피 증가로 흡착능이 증가하였고, 2NS/NPS-2의 경우 기공 부피 70% 기능화와 흡착 온도 $75^{\circ}C$에서 9.2 wt%의 높은 $CO_2$ 흡착능을 보였다.

• Carbon letters
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• 제25권
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• pp.1-13
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• 2018

Gold functionalized graphene oxide (GOAu) nanoparticles were reinforced in acrylonitrile-butadiene rubbers (NBR) via solution and melt mixing methods. The synthesized NBR-GOAu nanocomposites have shown significant improvements in their rate of curing, mechanical strength, thermal stability and electrical properties. The homogeneous dispersion of GOAu nanoparticles in NBR has been considered responsible for the enhanced thermal conductivity, thermal stability, and mechanical properties of NBR nanocomposites. In addition, the NBR-GOAu nanocomposites were able to show a decreasing trend in their dielectric constant (${\varepsilon}^{\prime}$) and electrical resistance on straining within a range of 10-70%. The decreasing trend in ${\varepsilon}^{\prime}$ is attributed to the decrease in electrode and interfacial polarization on straining the nanocomposites. The decreasing trend in electrical resistance in the nanocomposites is likely due to the attachment of Au nanoparticles to the surface of GO sheets which act as electrical interconnects. The Au nanoparticles have been proposed to function as ball rollers in-between GO nanosheets to improve their sliding on each other and to improve contacts with neighboring GO nanosheets, especially on straining the nanocomposites. The NBR-GOAu nanocomposites have exhibited piezoelectric gauge factor (${GF_{\varepsilon}}^{\prime}$) of ~0.5, and piezo-resistive gauge factor ($GF_R$) of ~0.9 which clearly indicated that GOAu reinforced NBR nanocomposites are potentially useful in fabrication of structural, high temperature responsive, and stretchable strain-sensitive sensors.

• Elastomers and Composites
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• 제50권2호
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• pp.110-118
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• 2015

In this study, diethylaminoethyl methacrylate-styrene-butadiene terpolymer (DEAEMA-SBR), in which diethylaminoethyl methacrylate (DEAEMA) was introduced to the SBR molecule as a third monomer, was synthesized by cold emulsion polymerization. It is expected that amine group introduced to a rubber molecule would improve dispersion of silica by the formation of hydrogen bond (or ionic coupling) between the amine group and silanol groups of silica surface. The chemical structure of DEAEMA-SBR was analyzed using proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (H-NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), gel permeation chromatography (GPC) and differential scanning calorimetry (DSC). Then, various properties of DEAEMA-SBR/silica composite such as crosslink density, bound rubber content, abrasion resistance, and mechanical properties were evaluated. As a result, bound rubber content and crosslink density of DEAEMA-SBR/silica compound were higher than those of the SBR 1721 composite. Abrasion resistance and moduli at 300% elongation of the DEAEMA-SBR/silica composite were better than those of SBR 1721 composite due to the high bound rubber content and crosslink density. These results are attributed to high affinity between DEAEMA-SBR and silica. The proposed study suggests that DEAEMA-SBR can help to improve mechanical properties and abrasion resistance of the tire tread part.

• Elastomers and Composites
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• 제45권1호
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• pp.17-24
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• 2010

본 논문에서는 MWCNT/PS 복합재료 제조 시, MWCNT의 표면 개질에 의한 분산도에 따른 열 및 전기전도도에 관하여 연구하였다. 다양한 종류의 MWCNT를 PS/THF 용액에서 분산시킨 후 침전을 통하여 복합재료를 제조하였다. 사용된 MWCNT는 pristine MWCNT의 상이동 촉매 존재 하에서 상온에서 $KMnO_4$를 이용하여 하이드록실기로 개질된 MWCNT, BYK-9077 분산제를 이용한 MWCNT를 사용하였다. 분석 결과 MWCNT의 PS/THF 용액 내에서의 분산 안정성은 최종 제조되어진 복합재료의 열 및 전기전도도 특성 향상에 중요하게 기여하였다. PS/3 wt% pristine MWCNT에 비하여, 특히 분산제 BYK-9077을 사용한 경우에는 열전도도가 9.7% 및 전기전도도가 30~50% 향상되는 결과를 얻었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권3호
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• pp.463-473
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• 2019

Nanoscale zero-valent iron (nZVI) has proved to be an effective tool in applied environmental nanotechnology, where the decreased particle diameter provides a drastic change in the properties and efficiency of nanomaterials used in water purification. However, the agglomeration and colloidal instability represent a problematic and a remarkable reduction in nZVI reactivity. In view of that, this study reports a simple and cost-effective new strategy for ultra-small (< 7.5%) distributed functionalized nZVI-EG (1-9 nm), with high colloidal stability and reduction capacity. These were obtained without inert conditions, using a simple, economical synthesis methodology employing two stabilization mechanisms based on the use of non-aqueous solvent (methanol) and ethylene glycol (EG) as a stabilizer. The information from UV-Vis absorption spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy suggests iron ion coordination by interaction with methanol molecules. Subsequently, after nZVI formation, particle-surface modification occurs by the addition of the EG. Size distribution analysis shows an average diameter of 4.23 nm and the predominance (> 90%) of particles with sizes < 6.10 nm. Evaluation of the stability of functionalized nZVI by sedimentation test and a dynamic light-scattering technique, demonstrated very high colloidal stability. The ultra-small particles displayed a rapid and high nitrate removal capacity from water.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.51-58
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• 2023

The effective detection of human chorionic gonadotropin (HCG) is considerably important for the clinical diagnosis of both of early pregnancy and nonpregnancy-related diseases. In this work, a simple and sensitive electrochemical sandwich-type immunosensing platform was designed by synthesizing b-cyclodextrin (CD) functionalized graphene (CD/GN) hybrid as simultaneously sensing platform and signal transducer coupled with rhodamine b (RhB) as probe. In brief, GN offers large surface area and high conductivity, while CD exhibits superior host-guest recognition capability, thus the primary antibody (Ab1) of HCG can be bound into the cavities of CD/GN to form stable Ab1/CD/GN inclusion complex; meanwhile, the secondary antibody (Ab2) and RhB can also enter into the cavities, producing RhB/Ab2/CD/GN complex. Then, by using Ab1/CD/GN as sensing platform and RhB/Ab2/CD/GN as signal transducer (in which RhB was signal probe), a simple sandwich-type immunosensor was constructed. Under the optimum parameters, the designed immunosensor exhibited a considerable low analytical detection of 1.0 pg mL^-1 and a wide linearity of 0.002 to 10.0 ng mL^-1 for HCG, revealing the developed sandwich-type electrochemical immunosensing platform offered potential real applications for the determination of HCG.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.165-165
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• 2014

In this study, we demonstrated that the soft lithographic patterning processing of chemical vapor deposition (CVD) graphene and rGO sheets as large scale, low cost, high quality and simplicity for future industrial applications. Recently, a previous study has reported that single layer graphene grown via CVD was patterned and transferred to a target surface by controlling the surface energy of the polydimethylsiloxane (PDMS) stamp [1]. Using this approach, the surface of a relief-patterned elastomeric stamp was functionalized with hydrophilic dimethylsulfoxide (DMSO) molecules to enhance the surface energy of the stamp and to remove the graphene-based layer from the initial substrate and transfer it to a target surface [2]. Further, we developed a soft lithographic patterning process via surface energy modification for advanced graphene-based flexible devices such as transistors or simple and efficient chemical sensor consisting of reduced graphene oxide (rGO) and a metallic nanoparticle composite. A flexible graphene-based device on a biocompatible silk fibroin substrate, which is attachable to an arbitrary target surface, was also successfully fabricated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.407-413
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• 2022

본 연구는 생체 모방 폴리아민 복합체를 통해 아민 그룹(amine group)이 기능화 되고 크기 조절이 간편한 실리카 나노입자의 합성 방법에 관한 것이다. 먼저, 실리카 나노입자를 합성하기 위한 촉매로써 polyallylamine hydrochloride(PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 폴리아민 나노 복합체를 형성하였다. 복합체의 크기는 pH 조건에 따라 가역적인 조절이 가능하다. 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 다량의 아민 그룹들은 silicic acid의 축합(condensation) 반응을 촉매 하며, 결과적으로 실리카 나노입자를 매우 빠른 시간 내에 합성할 수 있다. 최종적으로 pH 조건에 따라 다양한 크기를 갖는 실리카 나노 입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 합성 과정에서 촉매 역할을 하는 PAH는 나노입자의 내부 및 표면에 함입되고 합성된 실리카 나노입자의 표면에 아민 그룹이 노출된다. 본 방법은 실리카 나노입자의 합성과 표면개질이 동시에 이루어지며, 아민 그룹이 도입된 실리카 나노입자를 다양한 크기로 조절하여 손쉽게 합성할 수 있다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 기존의 합성법 보다 온화한 조건 하에서 단시간 내에 실리카 나노입자를 합성할 수 있으며, 생체 공학 및 재료 분야에서 적용되어 넓게 활용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.313-318
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• 2016

본 연구에서는 무정형 실리카의 세공 내를 아미노실란인 N-[(3-trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine (2NS)를 이용하여 표면 기능화한 후 표면 기능화된 실리카에 후전이 금속 촉매인 $(DME)NiBr_2$와 $PdCl_2$(COD)를 담지하여 노보넨 중합을 실시하였다. 중합 온도와 중합 시간, Al/Ni 몰비, 조촉매 종류를 변화시켜 중합 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 담지되지 않은 촉매($(DME)NiBr_2$, $PdCl_2$(COD))로 노보넨 중합을 수행하였을 경우 중합반응은 일어나지 않았다. 그러나 조촉매로 MAO를 이용하여 중합한 경우 $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 중합 온도가 증가할수록 활성은 증가하였고 폴리노보넨(polynorbornene, PNB)의 분자량은 급격하게 감소하였다. $SiO_2$/2NS/Pd 촉매는 온도가 증가할수록 활성과 PNB의 분자량 모두 감소하는 경향을 보였다. $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 $SiO_2$/2NS/Pd 촉매보다 높은 온도에서 안정함을 확인하였다. 또한 두 촉매 모두 중합 시간이 길어질수록 노보넨의 전환율은 증가하였다. Al/Ni 몰비가 1000 : 1일 때 가장 높은 활성(15.3 kg-PNB/(${\mu}mol-Ni^*hr$))을 보이는 반면 가장 낮은 분자량($M_n$ = 124,000 g/mol)의 PNB를 합성하였다. 또한 조촉매로 Borate/TEAL을 이용하여 중합한 경우 $SiO_2$/2NS/Ni 촉매는 중합 온도가 증가할수록 활성과 분자량이 모두 감소하였다.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.22-28
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• 2012

그래핀의 우수한 열적 특성을 이용하여 에폭시 수지의 열전도 특성을 향상시키며 전기 절연성질을 유지하는 기능화된 그래핀/에폭시 복합체를 제작하여 전기 및 열전도도를 측정하였다. 기능화된 그래핀은 Hummers법을 이용하여 산화그래핀(GO)을 얻어낸 후 aluminum isopropoxide를 졸-젤 반응을 통해 $Al(OH)_3$를 그래핀 표면에 도입하여 제작하였다(Al-GO). GO와 Al-GO의 기능화 여부 확인을 위하여 XPS, FE-SEM, FE-TEM 분석을 시행하였으며 GO 표면에 $Al(OH)_3$ 층이 생성된 것을 확인하였다. 기능화된 그래핀/에폭시 복합체는 bisphenol A(DGEBA) 계열의 에폭시에 1, 3 wt%의 GO와 Al-GO를 첨가하여 전기저항을 측정하였으며 Al-GO가 GO와 비교하여 전기 절연성질이 우수하였다. 또한 DGEBA와 bisphenol F(DGEBF) 계열의 에폭시에 1 wt%의 GO와 Al-GO를 첨가하여 열전도 특성을 비교하였으며 순수 에폭시 레진과 비교하여 Al-GO/DGEBF는 23.3%, Al-GO/DGEBA는 21.8%의 열전도도 증가를 보였다.