• 한국재료학회지
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• 제33권12호
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• pp.530-536
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• 2023

The theoretical capacity of silicon-based anode materials is more than 10 times higher than the capacity of graphite, so silicon can be used as an alternative to graphite anode materials. However, silicon has a much higher contraction and expansion rate due to lithiation of the anode material during the charge and discharge processes, compared to graphite anode materials, resulting in the pulverization of silicon particles during repeated charge and discharge. To compensate for the above issues, there is a growing interest in SiO_x materials with a silica or carbon coating to minimize the expansion of the silicon. In this study, spherical silica (SiO₂) was synthesized using TEOS as a starting material for the fabrication of such SiO_x through heating in a reduction atmosphere. SiO_x powder was produced by adding PVA as a carbon source and inducing the reduction of silica by the carbothermal reduction method. The ratio of TEOS to distilled water, the stirring time, and the amount of PVA added were adjusted to induce size and morphology, resulting in uniform nanosized spherical silica particles. For the reduction of the spherical monodisperse silica particles, a nitrogen gas atmosphere mixed with 5 % hydrogen was applied, and oxygen atoms in the silica were selectively removed by the carbothermal reduction method. The produced SiO_x powder was characterized by FE-SEM to examine the morphology and size changes of the particles, and XPS and FT-IR were used to examine the x value (O/Si ratio) of the synthesized SiO_x.

• 대한화학회지
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• 제47권5호
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• pp.479-486
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• 2003

본 연구에서는 나노입자의 제조 방법인 용매 확산 방법 (emulsification diffusion method)을 이용하여 poly (DL-lactide-co-glycolide) (PLGA) 나노입자를 제조하고 지용성 vitamin A (Retinol)와 Vitamin E acetate를 담지하였다. 고분자 용액은 물에 잘 혼합되는 유기 용매인 에탄올과 아세톤의 이종 혼합 용매를 사용하여 제조하였고 유화제는 생체적합성이 우수한 polyethyleneglycol-polypropyleneglycol diblock copolymer를 사용하였다. 고분자의 농도, 유화제의 농도, 물/오일상의 비, 고분자/약물의 비 등의 인자들이 나노입자의 형성과 약물의 담지 효율에 미치는 영향을 조사하였다. 활성 성분이 로딩된 나노입자를 제조한 후, 입자의 크기와 분포도는 광산란 입도 분석기를 이용하여 측정하였고 담지 효율은 UV-visible spectroscopy를 이용하여 평가하였다. 제조된 나노입자는 50-200 nm의 크기와 단분산 형태의 크기분포를 보였으며 담지 효율은 50-60%까지 얻을 수 있었다. 또한, 유기상과 수용액상에서 이종 혼합 용매와 고분자의 농도에 대한 적당한 조건을 조절함으로써 PLGA 나노입자의 높은 수율과 우수한 물리적 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.511-518
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• 1998

세기관지의 구조와 이상유무의 신속 정확한 측정을 위해 세계적으로 활발히 연구되고 있는 에어로졸볼러스기법을 확립하기 위하여, 호흡과정 중 흡기에 공급된 입자펄스가 호흡의 진행에 따라 인체기관지내에서 대류분산된 결과로 호기중 입자농도의 증가된 분포폭을 측정하는 장치를 개발하고 이를 이용한 검증실험을 수행하였다. 개발된 장치는 인체에 무해한 sebacic acid를 이용하여 평균입경이 1 $\mu$m이고 기하표준편차가 1.2정도인 임자를 $10^{9}$개/cc 정도의 고농도로 발생하고, 솔레노이드밸브를 이용하여 호흡중의 원하는 시점에 정확히 짧은 펄스형태로 입자를 공급하며, 레이저광산란을 이용하여 흡기와 호기중의 입자농도의 시간변화를 측정한다. 흡기중의 농도분포는 매우 매끈한 분포를 보임으로써 발생장치와 측정장치의 정강작동은 잘 검증되었다. 농도의 시간변화 측정치로부터 계산된 분산도를 1차원 대류확산방정식 이론치 및 외국에서 보고된 실험결과와 비교한 격과, 입자도달깊이에 따른 분산도의 변화에 대한 정성적인 실험결과는 이론치와 상당히 잘 일치하고 기존의 결과보다도 견과의 산포가 개선되었다. 다만 아직도 산포가 상당히 남아있어 개선의 여지를 가지고 있으며, 외국 결과와의 분산도의 타이는 신체조건의 타이 등으로 파악되었다. 산포도의 개선을 위해서는 호흡시에, 특히 최고농도점 부근에서, 호흡유량이 일정하게 유지되어야만 불규칙 이차파형의 형성을 방지하여 측정결과의 해석에 오차를 줄일 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.740-745
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• 2015

본 연구는 미세유체 장치를 통해 제조가 이루어진 펙틴 하이드로겔 입자의 수거 방법을 다르게 하였을 때 각 방법에 따른 하이드로겔의 물리적 특성을 비교한 것이다. 펙틴 하이드로겔 입자는 미세유체 채널 내에서 미네랄 오일에 분산된 칼슘 이온에 의해 겔화되고 이후 각각 파이펫팅법, 튜브법, 침전법을 통해 수거하였다. 각 방법으로 수거된 펙틴 하이드로겔 입자의 단분산성을 분석한 결과 침전법의 변동 계수(Coefficient of variation)는 3.46으로 파이펫팅법(18.60)과 튜브법(14.76)의 변동 계수보다 월등히 낮아 가장 우수한 단분산성 하이드로겔 입자를 만들 수 있었다. 상기 침전법을 이용한 조건에서 분산상과 연속상의 부피유속 및 펙틴 용액의 점도를 조절함으로써 $30{\mu}m$에서 $180{\mu}m$까지의 다양한 크기를 갖는 단분산성 펙틴 하이드로겔을 제조할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 펙틴 하이드로겔 입자는 생체 물질을 손쉽게 함입할 수 있으므로 이는 향후 약물전달, 식품, 그리고 생체적합성 재료 등으로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한화장품학회지
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• 제40권2호
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• pp.133-139
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• 2014

물/Span 80-Tween 80/긴 사슬 파라핀 오일 계에서 PIC (조성 상전이) 방법을 이용하여 O/W 나노에멀젼을 제조하였다. 제조 온도를 $30^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$로 상승시킴에 따라 제조된 나노에멀젼의 입경은 120 nm에서 40 nm로 감소하여 나노에멀젼을 형성하였다. 혼합 계면활성제의 HLB를 변화시킴에 따라 12.0 ~ 13.0 부근에서 가장 작은 입경을 형성하는 최적 HLB가 존재하였다. 나노에멀젼의 점도는 액적의 부피 분율(${\phi}$)에 따라 현격하게 증가하였으나, 입경의 크기는 약간 증가하였다. 그리고, ${\phi}{\leq}0.3$ 조건에서 나노에멀젼의 크기 분포는 2개월 이상 일정하게 유지 되었다. 이러한 결과는 점성 파라핀 오일의 경우 $30^{\circ}C$에서는 PIC 방식으로 거의 분산할 수 없음을 보여주지만, 제조 온도가 증가할 경우 단 분산 나노에멀젼의 제조가 가능하다는 것을 보여준다. 나노에멀젼이 생성되면, Ostwald ripening에 대한 안정성은 연속 상에서 액상 파라핀 오일의 매우 낮은 용해도로 인해 안정하게 되며, 이는 화장품 응용에서 매우 중요하다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.8.1-8.1
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• 2011

Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.355-359
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• 2019

고효율의 물 분해 시스템은 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER) 각각에서의 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 효율로 인해 향상되는 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이 금속 기반의 화합물(산화물, 황화물, 인화물, 그리고 질화물)은 현재 상용되고 있는 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서, 우리는 FESEM 분석을 통해 최적의 단분산된 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 합성하고 XRD, FT-IR 분석을 통하여 결정성을 확인하고 TG-DTA를 통해 PBAs의 열적 거동을 확인하였다. 그리고 합성된 최적의 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 열처리해서 단분산된 Co₃O₄나노 큐브를 합성하였고 XRD를 통해 이의 결정성을 확인하고 OER 측정을 진행하였다. 최종적으로 합성된 Co₃O₄ 나노 큐브는 10 mA·cm^-2의 전류 밀도에서 312 mV의 낮은 과전압과 96.6 mV·dec^-1의 낮은 Tafel slope을 보인다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제15권4호
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• pp.191-202
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• 2019

In this study, performance (particle removal efficiency and breathing resistance) of several commercially available face masks (electrostatic filter masks (KF80 certified), a nanofiber filter mask (KF80 certified), and an uncertified mask) with their filter structure and composition were evaluated. Also, effects of relative humidity (RH) of incoming air, water and alcohol exposure, and reusability on performance of face masks were examined. Monodisperse and polydisperse sodium chloride particles were used as test aerosols. Except the uncertified mask filter, PM_2.5 removal efficiency was found to be higher than 90%, and the nanofiber filter mask had the highest quality factor due to the low pressure drop and high removal efficiency (nanofibers were arranged in a densely packed pore structure and contained a significant amount of fluorine in addition to carbon and oxygen). In the case of the KF80 certified mask, the removal efficiency was little affected when the RH of incoming air increased. When the mask filters were soaked in water, the removal efficiency of mask filters was degraded. In particular, the uncertified mask filter showed the highest removal efficiency degradation (26%). When the mask was soaked in alcohol, the removal efficiency also decreased with the greater degree than the water soaking case. The nanofiber mask filter showed the strongest resistance to alcohol exposure among tested mask filters. During evaluation of reusability of masks in real life, the removal efficiency of certified mask filter was less than 4% for 5 consecutive days (2 hours per day), while the removal efficiency of uncertified mask filter significantly decreased by 30% after 5 days.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.639-644
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• 2013

본 연구에서는 화장품 소재로서 항염, 항노화 효능이 있는 두충 추출물을 담지한 에토좀을 제조하였고, 이들 에토좀이 안정한지를 확인하기 위하여 4주 동안 입자크기, 물리적 특성 및 포집효율을 측정하였다. 0.01~0.05% 두충 추출물을 담지한 에토좀은 4주 동안 침전이나 분리 현상이 나타나지 않았다. 이들 에토좀의 평균 입자 크기는 134.6 nm였고, 단분산 형태를 나타내었다. 0.05% 두충 추출물을 함유한 에토좀의 입자 크기는 151.15 nm였으며, 포집 효율은 81.79%로 에토좀 중 가장 큰 포집효율을 나타내었다. 0.05% 두충 추출물을 담지한 에토좀을 이용하여 피부 투과 실험을 수행하였다. 두충 추출물의 총 피부 투과량은 에토좀(77.16%) > 리포좀(62.80%) > 에탄올 용액(41.59%) 순으로 나타났다. 결과적으로 0.05% 두충 추출물을 담지한 에토좀은 피부 전달에 효과적이며, 식물 추출물을 함유하는 화장품 제형으로서 사용 가능성이 있음을 시사한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권1호
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• pp.263-272
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• 2011

Highly luminescent and monodisperse InP quantum dots (QDs) were prepared by a non-organometallic approach in a non-coordinating solvent. Fatty acids with well-defined chain lengths as the ligand, a non coordinating solvent, and a thorough degassing process are all important factors for the formation of high quality InP QDs. By varying the molar concentration of indium to ligand, QDs of different size were prepared and their absorption and emission behaviors studied. By spin-coating a colloidal solution of InP QD onto a silicon wafer, InP QD thin films were obtained. The thickness of the thin films cured at 60 and $200^{\circ}C$ were nearly identical (approximately 860 nm), whereas at $300^{\circ}C$, the thickness of the thin film was found to be 760 nm. Different contrast regions (A, B, C) were observed in the TEM images, which were found to be unreacted precursors, InP QDs, and indium-rich phases, respectively, through EDX analysis. The optical properties of the thin films were measured at three different curing temperatures (60, 200, $300^{\circ}C$), which showed a blue shift with an increase in temperature. It was proposed that this blue shift may be due to a decrease in the core diameter of the InP QD by oxidation, as confirmed by the XPS studies. Oxidation also passivates the QD surface by reducing the amount of P dangling bonds, thereby increasing luminescence intensity. The dielectric properties of the thin films were also investigated by capacitance-voltage (C-V) measurements in a metal-insulator-semiconductor (MIS) device. At 60 and $300^{\circ}C$, negative flat band shifts (${\Delta}V_{fb}$) were observed, which were explained by the presence of P dangling bonds on the InP QD surface. At $300^{\circ}C$, clockwise hysteresis was observed due to trapping and detrapping of positive charges on the thin film, which was explained by proposing the existence of deep energy levels due to the indium-rich phases.