• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.50-57
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• 2017

금속산화물 반도체 중 하나인 산화아연은 인체에 무해하고 친환경적이며, 우수한 화학적, 열적 안정성의 특성을 지니며 3.37 eV의 넓은 밴드갭 에너지와 60 meV의 높은 엑시톤 바인딩 에너지로 인해 태양전지, 염료페기물의 분해, 가스센서 등 다양한 분야에 응용이 가능한 물질이다. 산화아연은 입자 형상 및 결정성의 변화에 따라 광촉매 활성이 변하게 된다. 따라서, 다양한 실험변수와 첨가제를 사용하여 입자를 합성하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 마이크로파 수열합성법을 사용하여 산화아연을 합성하였다. 전구체로는 질산아연을 사용하였고, 수산화나트륨을 사용하여 용액의 pH를 11로 조정하였다. 첨가제로는 계면활성제인 에탄올아민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 소듐도데실설페이트, 솔비탄모노올레이트를 첨가하였다. 합성된 입자는 별모양, 원추형, 씨드형태, 박막형태의 구형의 형상을 보였다. 합성된 산화아연의 물리 화학적 특성은 XRD, SEM, TGA을 통하여 확인하였고, 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy, PL spectroscopy, Raman spectroscopy으로 확인하였다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제20권5호
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• pp.735-742
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• 2010

식품 중 잠재적 위험 물질로 작용할 수 있는 BAs의 신속 검출을 위하여 전기전도성이 우수하다고 알려진 MWCNTs의 개질, 작업 전극의 제작, 효소반응기 제작을 통해 바이오센서 시스템을 구성하고 hydrogen peroxide와 주요 BAs 물질에 대한 감응도를 측정하였다. MWCTS의 성질을 향상시키기 위해 아민기를 도입하였고, 이를 FT-IR 스펙트럼을 통해 확인하였다. 아민기를 도입한 MWCNTs를 GCE에 고착시키고 PB 막을 입힌 후 cyclic voltammetry 반응을 비교한 결과, PB/MWCNT-$NH_2$/GCE 전극이 GCE에 비해 산화 전류는 8배 이상, 전체 전류는 25배 이상의 높은 전류 흐름을 보였으며, 미세한 전류 흐름의 측정도 용이해진 것으로 나타났다. 또한, carrier buffer의 pH를 달리하여 제작된 전극의 감응 전류를 비교한 결과, pH 7.0에서 전류의 감응도가 가장 높게 측정되었다. 과산화수소를 주입하여 전극의 성능의 검증한 결과, $0.5 {\mu}M{\sim}100 {\mu}M$ 범위에서 선형관계를 보였으며, 검출 한계는 $0.5{\mu}M$로 측정되었다. Histamine 표준 용액 주입 시 $1{\mu}M{\sim}100{\mu}M$ 범위에서 선형 관계를 나타내었고, tyramine은 histamine에 비해 약 95%, 2-phenylethylamine과 tryptamine은 histamine에 비해 각각 75%, 70% 수준의 감응도를 이용하여 구성된 바이오센서 시스템이 낮은 검출 한계와 높은 수준의 반응 감도를 나타내어 BAs를 측정하는데 좋은 장치임이 확인되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권2호
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• pp.64-72
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• 2004

유기물이 많이 유입되는 해상어류가두리 양식장 퇴적물에서 전극 크기가 25$mu extrm{m}$인 미세전극을 이용하여 공극수의 산소, 황화수소, pH의 미세연직 농도를 측정하였다. 산소와 황화수소의 연직분포에서 얻어진 미세구간에 1차 확산ㆍ반응모델을 적용하여 각 구간에서의 산소 소모율, 황화수소 산화율, 황산염의 환원율을 추정하였다. 산소투과깊이는 0.75 mm였으며, 미세구간은 상부와 하부층 2개로 나누어졌다. 산소소모는 황화수소의 산화 영향으로 상부층에 비해 하부층에서 높았고 총산소소모플럭스는 0.092 $\mu$mol $O_2$$cm^{-2}$ $hr^{-1}$였다. 산화층에서 황화수소 산화는 0.7 mm 두께에서 0.030$\mu$mo1 H$_2$S $cm^{-2}$ $hr^{-1}$의 결과를 나타냈으며, 이 곳에서 황화수소의 turnover time은 약 2분으로 화학적 산화와 생물학적 산화가 동시에 일어나고 있었다. 황화수소와 산소의 소모율 비는 0.84로 황화수소 산화에 산소 이외의 다른 전자수용체가 사용되거나 산소-황화수소 경계면 주변에서 황 침전의 가능성을 시사하고 있었다. 추정된 총 황산염 환원 플럭스는 0.029$\mu$mol $cm^{-2}$ $hr^{-1}$로서 총산소소모플럭스의 60% 이상을 차지하고 있어 무산소 환경에서 유기물 분해가 산화환경에서보다 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.109-115
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• 1993

승화방법으로 광전도체의 CdS 단결정을 성장하였고 외삽법으로 구한 $a_{o}$와 $c_{o}$의 격자상수 값은 각각 $4.131{\underline{8}}{\AA}$과 $6.712{\underline{2}}{\AA}$임을 알았다. Hall 측정값으로 부터 상온에서의 CdS 단결정의 운반자 농도와 이동도는 각각${\sim}10^{23}m^{-3}$ 과 $2.93{\times}10^{-2}m^{2}$/V sec이였으며 온도에 따른 이동도 변화는 33 K에서 150 K까지는 $T^{1/2}$에 따라 증가하는 경향이 있고 180 K에서 상온까지는 $T^{-2}$에 따라 감소한 경향이 나타났다. 광전류 측정으로부터 나타난 단파장대의 봉우리는 진성전이에 기인하는 봉우리였으며 이 봉우리의 에너지 값은 CdS 광전도체에 에너지 밴드 갭과 동일한 값을 나타냄을 알았다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.684-689
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• 2021

본 논문에서는 경제적이며 일회용 센서칩으로 제작 가능한 스크린프린팅한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode(SPCE)]에 다중벽 탄소 나노 튜브, 전도성고분자 및 티로시나아제를 융합하여 제작된 나노복합체를 도포한 센서를 개발하고 이를 내분비 저하 물질이면서, 비만, 당뇨병 및 심혈관질환 등의 만성질환 및 성조숙증, 여성 생식 질환, 불임 등과 관련성이 입증된 비스페놀A 농도 분석에 적용하고자 하였다. 다중벽 탄소 나노 튜브를 산화시켜 음전하를 띠게 한 후 양전하를 띠는 전도성고분자인 polydiallyldimethylammonium (PDDA)로 감싸준 후 용액의 pH를 조절하여 음전하를 띠게 한 티로시나아제를 첨가하여 최종적으로 산화된 다중벽 탄소 나노 튜브-PDDA-티로시나아제 나노복합체를 형성하였다. 상기 나노복합체를 물리적으로 흡착시킨 센서칩 표면을 비스페놀A 용액에 접촉시키고, 비스페놀A가 티로시나아제와 2단계의 효소-기질반응을 할 수 있는 충분한 시간(3분)을 주면, 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]이 생성된다. 이 때 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물[4,4'-isopropylidenebis(1,2-benzoquinone)]을 환원(-0.08V vs. Ag/AgCl)하였을 때 얻어진 전류값 변화를 측정하여 비스페놀A의 농도를 정량적으로 분석하였다. 추가적으로 개발한 센서 전극표면에 비스페놀A와 유사한 비스페놀S 방해물질을 비스페놀A와 함께 접촉하였을 때 비스페놀A에 대한 우수한 선택성을 확인하였다. 최종적으로 제작한 센서를 실험실에서 제작한 환경 시료안에 비스페놀A의 농도를 분석하는 데 적용함으로써 실제 현장에서 활용될 수 있는 가능성을 시사하였다.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.302-304
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• 2002

pharaonis phoborhodopsin (ppR), a photophobic sensor of haloalkaliphilic bacteria, Natronobacterium phar-aonis, has retinal as a chromophore covalently bound to Lys in G-helix via a protonated Schiff base (PSB), as is the same as bacteriorhodopsin (bR). For ppR, the corresponding counter-ion is Asp residue (Asp75) located in C-helix. Here we investigated the influence of the protonated state of this counter-ion and its location on the chromophore configuration. Under alkaline condition, the chromophore configuration of D75E mutant was analyzed by HPLC. D75E had a much larger content of 13-cis isomer: the ratio of 13-cis to all-trans was 6:4 while the wild-type had this ratio of 1 :9. On the other hand, under acidic condition where Glu was associated, D75E had no 13-cis retinal isomer. Mutants whose Asp75 was replaced by neutral amino acids (D75N and D75Q) did not contain 13-cis retinal. Furthermore, retinal isomer compositions and the change in the visible ab- sorption spectra (indicating the dissociation state of Glu75) were measured under varying pH, and these were almost the same dependencies. These results indicate that an important factor determining the 13-cis isomer content is the presence of negative charge of the counter-ion against PSB, but not the size of this residue. Com- parison between the wild-type and D75E in alkaline solutions indicates the influence of the location of the counter-ion.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.345-351
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• 2018

We employed an unprecedented technique to synthesize porous $WO_3@SnO_2$ nanofibers exhibiting core-shell and fiber-in-tube configurations. Firstly, 2-methylimidazole was uniformly incorporated in as-spun nanofibers containing ammonium metatungstate hydrate and the sacrificial polymer (polyacrylonitrile). Secondly, the 2-methylimidazole on the surfaces of nanofibers was complexed with tin(II) chloride ($SnCl_2$) via simple impregnation of the as-spun nanofibers in ethanol containing tin(II) chloride dihydrate ($SnCl_2{\cdot}2H_2O$). The presence of vacant p-orbitals in tin (Sn) and the nucleophilic nitrogen on the imidazole ring allowed for the reaction between $SnCl_2$ and 2-methylimidazole, forming adducts on the surfaces of the as-spun nanofibers. The calcination of these nanofibers resulted in porous $WO_3@SnO_2$ nanofibers with a higher surface area ($55.3m^2{\cdot}g^{-1}$) and a better response to 1-5 ppm of acetone than pristine $SnO_2$ NFs synthesized using a similar method. An improved response to acetone was achieved upon functionalization of the $WO_3@SnO_2$ nanofibers with catalytic palladium nanoparticles. This work demonstrates the potential application of $WO_3@SnO_2$ nanofibers as sensing layers for chemiresistive sensory devices for the detection of acetone in exhaled breath.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권2호
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• pp.356-361
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• 2013

Lead (II) ion selective poly(aniline) solid contact electrode based on Tetramethylthiuram monosulfide ionophore as a sulfur containing sensing material is successfully developed. The electrode exhibits good linear response of 25.6 mV / decade (at $20{\pm}0.2^{\circ}C$, r2=0.995) within the concentration range of $1.0{\times}10^{-1}{\sim}4.0{\times}10^{-7}$ M Pb (II). The composition of this electrode was Ionophore : PVC : dioctylphthalate : potassiumtetrakis(4-chlorophenyl)borate : Oleic acid = 5.0 : 20.0 : 25.0 : 4.0 : 5.0. When we consider the results of using different composition electrodes based on only one potassiumtetrakis(4-chlorophenyl)borate or Oleic acid liphophlic additive, poly(aniline) solid contact electrode based on Tetramethylthiuram monosulfide ionophore with potassiumtetrakis(4-chlorophenyl)borate and Oleic acid liphophlic additive had the best result in response characteristics. The electrode shows good selectivity for lead (II) ion in comparison with alkali, alkaline earth, transition and heavy metal ions. This electrode is suitable for use with aqueous solutions of pH 3.0 ~ 7.0 and their standard deviation in the measured emf differences was ${\pm}2.94$ mV at Tris buffered lead sample solution of $1.0{\times}10^{-2}$ M and ${\pm}2.82$ mV at Tris buffered lead sample solution of $1.0{\times}10^{-3}$ M. Their stabilization time was less than 710 s. and response time was less than 16 s.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.579-587
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• 2020

Novel silane grafted bentonite was obtained using the natural bentonite as precursor material. The material which is termed as nanocomposite was characterized by the Fourier Transform Infra-red (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD) methods. The surface imaging and elemental mapping was performed using Scanning Electron Microscopic (SEM/EDX) technique. The electroanalytical studies were performed using the nanocomposite electrode. The electroactive surface area of nanocomposite electrode was significantly increased than the pristine bentonite or bare carbon paste based working electrode. The impedance spectroscopic studies were conducted to simulate the equivalent circuit and Nyquist plots were drawn for the carbon paste electrode and nanocomposite electrodes. A single step oxidation/reduction process occurred for As(III) having ΔE value 0.36 V at pH 2.0. The anodic stripping voltammetry was performed for concentration dependence studies of As(III) (0.5 to 20.0 ㎍/L) and reasonably a good linear relationship was obtained. The detection limit of the As(III) detection was calculated as 0.00360±0.00002 ㎍/L having with observed relative standard deviations (RSD) less than 4%. The presence of several cations and anions has not affected the detection of As(III) however, the presence of Cu(II) and Mn(II) affected the detection of As(III). The selectivity of As(III) was achieved using the Tlawng river water sample spiked with As(III).

• 센서학회지
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• 제7권1호
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• pp.73-82
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• 1998

실리콘 표면 미세가공에 있어서, 새로 개발된 HF 기상식각 공정은 미소구조체들을 띄우는데 매우 효과적임을 입증하였다. 무수 불화수소와 메탄올을 이용한 기상식각 시스템에 대한 기능 및 특성을 기술하였고, 실리콘 미세구조체룰 띄우기 위한 회생층 산화막들의 선택적 식각특성이 고찰되었다. 구조체층으로는 인이 주입된 다결정실리콘이나 SOI 기판의 단결정실리콘을 사용하였다. 회생층으로는 TEOS 산화막, 열산화막, 저온산화막을 사용하였다. 기존 습식식각과 비교해 볼 때, 공정에 기인된 고착현강이나 잔류물질이 없는 미세구조체를 성공적으로 제작하였다.