• 제목/요약/키워드: solid substrate

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Molecular Conductance Switching Processes through Single Ruthenium Complex Molecules in Self-Assembled Monolayers

  • 서소현;이정현;방경숙;이효영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.27-27
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    • 2011
  • For the design of real applicable molecular devices, current-voltage properties through molecular nanostructures such as metal-molecule-metal junctions (molecular junctions) have been studied extensively. In thiolate monolayers on the gold electrode, the chemical bonding of sulfur to gold and the van der Waals interactions between the alkyl chains of neighboring molecules are important factors in the formation of well-defined monolayers and in the control of the electron transport rate. Charge transport through the molecular junctions depends significantly on the energy levels of molecules relative to the Fermi levels of the contacts and the electronic structure of the molecule. It is important to understand the interfacial electron transport in accordance with the increased film thickness of alkyl chains that are known as an insulating layer, but are required for molecular device fabrication. Thiol-tethered RuII terpyridine complexes were synthesized for a voltage-driven molecular switch and used to understand the switch-on mechanism of the molecular switches of single metal complexes in the solid-state molecular junction in a vacuum. Electrochemical voltammetry and current-voltage (I-V) characteristics are measured to elucidate electron transport processes in the bistable conducting states of single molecular junctions of a molecular switch, Ru(II) terpyridine complexes. (1) On the basis of the Ru-centered electrochemical reaction data, the electron transport rate increases in the mixed self-assembled monolayer (SAM) of Ru(II) terpyridine complexes, indicating strong electronic coupling between the redox center and the substrate, along the molecules. (2) In a low-conducting state before switch-on, I-V characteristics are fitted to a direct tunneling model, and the estimated tunneling decay constant across the Ru(II) terpyridine complex is found to be smaller than that of alkanethiol. (3) The threshold voltages for the switch-on from low- to high-conducting states are identical, corresponding to the electron affinity of the molecules. (4) A high-conducting state after switch-on remains in the reverse voltage sweep, and a linear relationship of the current to the voltage is obtained. These results reveal electron transport paths via the redox centers of the Ru(II) terpyridine complexes, a molecular switch.

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니켈기 초합금의 고온산화거동과 표면개질에 관한 연구 (High temperature oxidation behavior and surface modification of Ni-based superalloys)

  • 설경원
    • 한국재료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.166-176
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    • 1994
  • Ni기 초합금은 Co, Cr, Mo, W등의 고용 강화 원소와 AI, Ti, Nb, Ta 등의 $\gamma '$ 석출 강화 원소로 구성되어 있다. 초합금의 기계적 성질과 내산화성을 개선하기 위하여 희토류 원소를 재료 내부에 첨가하거나, 코팅 재료로써 사용하고 있다. 이들 희토류 원소는 $Al_2O_3, Cr_2O_3$등의 산화물의 종류에 따라 산화물의 성장 속도와 밀착성에 영향을 미친다. Hf함유 Ni기 초합금 AF115와 $AI_2O_3$ 함유 MA6000초합금 2종을 이온 코터를 이용, Yttrium 표면개질후, 온도 1273K-1473K에서 고온 산화 수 산호 피막의 성장 속도, 결정립, 내부 구조 및 내박리성에 미치는 Yttrium 의 영향을 조사하였다. AF115와 MA6000 초합금에 Yttrium코팅을 한 결과 내부 산화물의 성장에 현저한 변화가 있었다. Yttrium의 표면 개질에 의하여, AF115의 경우는 $AI_2O_3$ 주성분의 입계 집중과 Hf의 우선 산확 억제되고, 삼각 형태의 내부 산화물이 plate형으로 변화되었다. MA6000의 경우 $AI_2O_3$ 주성분의 산화층이$Cr_2O_3$주성분의 외부 산화층과$AI_2O_3$ 주성분의 내부층으로 변화되었다.

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농약 검출을 위한 바이오센서 시스템 연구 및 그 응용 (Biosensor System for the Detection of Agrichemicals and Its Applications)

  • 박태정;양민호;이상엽;김수현
    • KSBB Journal
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    • 제24권3호
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    • pp.227-238
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    • 2009
  • 현재까지의 농약 검출용 바이오센서는 화학 센서, immunoassay, 화학 테스트 킷과 같은 다른 잘 알려진 분석 방법들과 경쟁적으로 연구되어 지고 있다. 바이오센서가 농약을 증명하는 간단하고 저렴한 방법으로 chromatography 방법들을 대체할 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 정확한 정량적 분석 방법이 아직도 미비하다. 안정하고 강력한 바이오센서의 발전을 위해서 유전자 조작을 이용한 효소 개량을 통해 좀 더 민감하고 반응속도가 빠른 생촉매와 특이성이 높은 항체의 개발이 요구되고 있다. 바이오센서의 안정성 개선과 transducer 표면으로부터의 빠른 신호 전달을 위해 새로운 고정화 방법이 탐구되어져야 한다. 비록 약간의 방법들이 시료의 전처리를 필요로 하지 않을 지라도 센서의 안정성은 또 다른 개념으로 접근해야 한다. 그래서 현장 적용을 위해, 보다 간편한 시료의 전처리과정 혹은 직접적인 분석 방식이 동일시되어 개선되어야 한다. 향상된 fabrication 기술을 이용한 소형화 센서 혹은 일회용 킷의 개발은 개인용 및 산업용, 의약용 등의 여러 분야에서 실시간으로 분석이 가능하게 할 것이다. 실제 샘플의 빠르고 자동화 및 소형화된 분석 시스템의 구축을 위해 장차 매우 선택적인 다중 검출 바이오센서의 설계에 더 많은 중점을 둘 필요가 있다. 앞으로 잔류농약 검출을 위한 휴대형 바이오센서의 개발과 상용화를 위해서, 무엇보다 현재의 GC, LC (혹은 GC/MS, LC/MS) 분석을 위해 이루어지고 있는 샘플 전처리 방법의 경우, 다량의 샘플로부터 유기용매 등을 이용한 추출방법으로 진행되고 있기 때문에 샘플 전처리를 간소화하고 간단한 측정방법으로 전체의 측정결과를 대변할 수 있는 방안을 구축하고 잔류농약의 법적 허용기준과 적용이 가능한 방법을 찾아내는 노력이 절실히 요구되는 상황이다.

코발트 산화물 박막을 이용한 박막형 슈퍼 캐패시터의 제작 및 특성평가 (Fabrication and Analysis of Thin Film Supercapacitor using a Cobalt Oxide Thin Film Electrode)

  • 김한기;임재홍;전은정;성태연;조원일;윤영수
    • 한국재료학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.339-344
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    • 2001
  • 코발트 산화물 박막을 전극으로 하여 Pt/Ti/Si 기판위에 Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$로 구성된 전고상의 박막형 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 각각의 Co$_3$O$_4$박막은 반응성 dc 마그네트론 스퍼터를 이용하여 $O_2$/[Ar+O$_2$] 비를 증가 시키며 성장시켰고, 비정질 LiPON 고체전해질 박막은 순수한 질소분위기 하에서 rf 스퍼터링으로 성장시켰다. 비록 벌크 타입의 슈퍼캐패시터에 비해 낮은 전기용량 (5-25mF/$\textrm{cm}^2$-$\mu\textrm{m}$)을 가졌지만, Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ 구조로 제작된 전고상 박막형 슈퍼캐패시터는 벌크 타입과 비슷한 거동을 나타내었다 0-2V의 전압구간, 50$\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$의 전류밀도에서 약 400사이클 까지 안정한 방전용량을 유지함을 관찰할 수 있었다 이러한 전고상 박막형 슈퍼캐패시터의 전기화학적 특성은 $O_2$/[Ar+O$_2$] 비에 의존하는데, 이러한 의존성을 구조적, 전기적 특성 및 표면특성을 분석하여 설명하였다.

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직접탄소 연료전지용 전해질 제조 및 직접탄소 연료전지 특성 평가 (Fabrication of Electrolyte for Direct Carbon Fuel Cell and Evaluation of Properties of Direct Carbon Fuel Cell)

  • 피석훈;조민제;이종원;이승복;임탁형;박석주;송락현;신동렬
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권6호
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    • pp.786-789
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    • 2011
  • 본 연구에서는 고체산화물연료전지에서 사용되고 있는 전해질의 직접탄소연료전지로의 적용가능성을 평가하기 위해 YSZ 전해질의 특성을 평가하였다. 전해질 층은 진공 슬러리 코팅 법을 사용하여 연료극 지지체위에 형성하였으며, 코팅 후 $1,400^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리하여 미세조직, 가스투과도 및 이온 전도도 측정을 통해 직접탄소연료전지로의 적용가능성을 확인하였다. YSZ 전해질은 얇고 치밀한 층을 형성하였으며 낮은 가스 투과도 값을 나타내었다. 이와같은 결과를 바탕으로 직접탄소 연료전지에 YSZ 전해질을 적용하였으며, 단위전지를 제작하여 $800^{\circ}C$에서 성능평가를 수행하였다.

Aspergillus oryzae 및 Aspergillus sojae를 이용한 개량(改良)메주의 형상에 의한 장류(醬類)의 품질비교 (Effect of Meju Shapes and Strains on the Quality of Soy Sauce)

  • 김상순
    • 한국식품과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.63-72
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    • 1978
  • 재래식(在來式)콩간장의 제조(製造)에 있어서 국균(麴菌)의 종류별(種類別), 메주의 형태별(形態別)로 담금하여 숙성과정(熟成過程)중의 효소력(酵素力)과 성분(成分)의 변화(變化)를 검토한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 메주 및 간장숙성과정(熟成過程)중의 protease 활성(活性)은 Asp. sojae로 제조한 종국(種麴)이 Asp. oryzae로 제조한 종국(種麴)에 비하여 높았고 국수형의 매주가 벽돌형의 메주에 비하여 높았으며 amylase활성(活性)은 Asp. oryzae균(菌)이 Asp. oryzae균(菌)에 비하여 대체로 높은 경향을 나타냈다. 2. 간장숙성기간(熟成其間)중의 총질소(總窒素), 아미노태질소(窒素), 순고형분(純固形分)의 함량과 비중(比重)은 Asp. sojae균(菌)의 국수형의 메주로 담금한 것이 가장 높았고 Asp. oryzae의 벽돌형메주로 담금함 것이 가장 낮았다. 3. 완층능은 Asp. sojae균(菌)의 국수형의 메주로 담금한 간장이 $1.77{\sim}2.56$으로서 가장 높았으며 알코올성분(成分)은 전시험구 공히 검출되지 않았고 암모니아태질소(窒素)의 함량은 각 시험구간의 큰 차가 없었다. 4. 간장 숙성기간(熟成其間)중의 단백분해율(蛋白分解率)과 질소이용율(窒素利用率)은 Asp. sojae균(菌)의 국수형메주가 가장 높았고 Asp.oryzae균(菌)의 벽돌형메주가 가장 낮았으며 특히 메주의 형태(形態)에 따라 질소이용율(窒素利用率)은 많은 차이(差異)를 나타냈다. 5. 3개월간 숙성(熟成)후 간장을 여과하고 남은 재래식(在來式) 장중의 일반성분(一般性分)은 수분(水分) $54{\sim}61%$, 아미노태질소(窒素) $457{\sim}682mg%$, 염분(鹽分) $18{\sim}23%$, 지방(脂肪) $5.4{\sim}9.1%$, 단백질(蛋白質) $8.6{\sim}9.4%$로 나타났고 이중 Asp. sojae균(菌)의 국수형메주의 경우 성숙도(아미노태질소의 mg%)가 가장 높았다. 6. 3개월간 숙성(熟成)한 간장을 색 맛 향기(香氣)등에 대하여 관능시험한 결과 Asp. sojae균(菌)의 벽돌형메주로 담금한 것이 가장 양호(良好) 하였으며 Asp. oryzae균(菌)의 벽돌형메주로 담금한 것이 가장 불량(不良)하였다.

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유용식용 균주에 의한 발효 누에분말의 이화학적 특성과 생리활성 (Biological Activity and Biochemical Properties of Silkworm (Bombyx mori L.) Powder Fermented with Bacillus subtilis and Aspergillus kawachii)

  • 차재영;김용순;안희영;강민정;허수진;조영수
    • 생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.81-88
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    • 2011
  • 누에 분말을 이용하여 B. subtilis 및 A. kawachii 균주에 의한 고체 발효를 통해 얻어진 발효 누에분말의 발효시간에 따른 이화학적 특성(단백질 함량 및 단백질 분해 패턴) 및 생리활성 효과(항산화 작용, 환원력 및 혈전용해 활성)를 평가하였다. 누에 단백질 함량과 항산화 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 12일째에 가장 높았으며, 발효시간 증가와 함께 증가하는 경향을 보였다. 발효 누에분말의 환원력은 B. subtilis 균주 발효에 의해서는 6일째에 A. kawachii 균주 발효에 의해서는 12일째 가장 높은 것으로 나타나 균주간에 차이가 있었다. 혈전 분해 활성은 B. subtilis 및 A. kawachii 두 균주 발효 모두 6일째에 가장 높았으며, 이러한 효과는 B. subtilis 발효 누에분말보다는 A. kawachii 발효 누에분말에서 더 높았다. SDS-PAGE상의 단백질 패턴 분석에서는 66-97 kDa 크기의 단백질 밴드가 B. subtilis 발효에 의해서는 발효 초기인 3일째 대부분 분해가 일어났으나, A. kawachii 발효 누에분말에서는 발효 3일째부터 차츰 분해되기 시작하여 12일째 분해가 대부분 이루어졌다. 따라서 미생물을 이용한 발효 누에에서 특정의 생리활성 작용을 기대하기 위해서는 사용하는 균종에 따라 발효 기간이 달라져야 한다는 것을 시사하였다.

열처리 조건에 따른 무전해 Ni/전해 Cr 이중도금의 계면반응 및 균열성장거동 분석 (Effects of Heat Treatment Conditions on the Interfacial Reactions and Crack Propagation Behaviors in Electroless Ni/electroplated Cr Coatings)

  • 손기락;최명희;이규환;변응선;이병호;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.69-75
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    • 2016
  • 무전해 Ni/전해Cr이중도금 구조에서 무전해 Ni의 결정화 열처리 조건이 Cr도금의 균열성장 및 Ni/Cr계면반응에 미치는 영향을 분석하였다. 비정질 무전해 Ni/전해 Cr 도금 후 $750^{\circ}C$에서 6시간 동안 1회 열처리한 시편을1단계 열처리 조건으로 정했다. 또한, 무전해 Ni도금 후 동일 열처리를 통해 결정화 시킨 후, 전해 Cr도금 후 한번 더 동일조건 열처리한 경우를 2단계 열처리 조건으로 정하여 상호 비교하였다. 두 가지 열처리 조건 모두에서 공통적으로 Ni/Cr계면에서 상호확산에 의한 Ni-Cr고용체band layer가 관찰되었다. 1단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 관통균열이 발생하였으며, 2단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 표면 미소균열만 형성되고 관통균열은 거의 발생하지 않았다. 이는 무전해 Ni도금 직후 열처리에 의해 Ni-P비정질 구조에서 Ni, $Ni_3P$상으로 결정화되면서 급격한 체적 감소가 발생하여 Cr층의 잔류응력 완화에 영향을 끼쳐서, 상부 전해 Cr도금의 관통균열 형성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

도시하수 및 그 주변 하천 환경 중 항생제 내성 세균 노출 특성 (Characteristics of Antibiotic Resistant Bacteria in Urban Sewage and River)

  • 오향균;박준홍
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.232-239
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    • 2009
  • 본 연구는 도시 하수처리장의 미생물 군집 내 항생제 내성 세균의 특징과 하천으로의 항생제 내성 세균 노출의 계절적 변화의 특성을 평가하였다. 일반 종속영양세균 배양을 위한 R2A agar (R2A)와 대장균군을 선택하여 배양하는 MacConkey sorbitol agar (MSA)에 항생제를 첨가 하여 제작한 배지에 하수처리장 시료를 도말하여 배양한 결과 모든 시료에서 다제 항생제 내성 세균을 검출 해 낼 수 있었다. Ampicillin과 sulfathiazole의 내성률이 다른 나라에 비해 높게 측정 되었으며 시료내 유기물의 정도, 사용된 배지에 따라 내성률이 다름을 볼 수 있었다. R2A 배지에서 분리된 다제 항생제 내성 세균은 모두 기존에 알려진 병원성 세균과 그 염기서열이 유사한 것으로 볼 때 병원성 세균의 항생제 내성 정도가 일반 세균보다 높음을 본 연구 결과로 보일 수 있었다. 또한 본 연구에서는 하수처리장이 하천에 미치는 유해성을 계절별로 관찰하여 전체 미생물중 항생제 내성 세균의 비율은 수온과 비례한다는 결과를 얻었다. 이 결과는 지구 온난화가 미생물 유해성을 증가시킬 가능성을 시사한다.

나트륨염에 의한 비양론적 인회석의 특성 및 SaOS-2 세포반응에 미치는 영향에 관한 연구 (Variation of Characteristics of Nonstoichiometric Apatite Induced by Sodium Salt)

  • 정재영;한주연;최선미;이우걸
    • 공업화학
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    • 제19권3호
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    • pp.326-331
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    • 2008
  • 본 연구의 목표는 고체기질 표면에 Na 이온이 포함된 비양론적 인회석 코팅을 형성하는 기술을 개발하는 것이다. 나트륨염 농도가 다른 조건에서 형성된 인회석 코팅은 Na 이온이 존재하는 경우 표면 morphology, 화학적 상태 그리고 Ca/P 비율 등에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 성질들의 변화는 Na 이온의 농도가 0.01 mM로 증가될 때까지 지속되었다. 칼슘과 인의 비율은 2.18에서 2.03 정도까지 변화되었으며, 이는 합성된 비양론적 인회석이 칼슘이 풍부한 조성을 가지고 있음을 나타내고 있다. 모든 시료들의 구조는 저결정성 구조를 갖는 것으로 나타났다. 인회석 코팅층 내에 Na 이온이 존재하는 경우, 인간 조골세포의 세포주인 SaOS-2 세포의 부착이 상당히 증가하였다. 그러나 이 세포들의 증식은 Na 이온 농도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 상반된 세포반응은 SaOS-2 세포와 인회석 표면간의 작용이 세포신호전달을 포함한 세포내 기전에 상당한 변화를 초래했기 때문일 것으로 사료된다.