Silicon nanowires (SiNWs), due to their unusual quantum-confinement effects that lead to superior electrical and optical properties compared to those of the bulk silicon, have been widely researched as a potential building block in a variety of novel electronic devices. The conventional means for the synthesis of SiNWs has been the vapor-liquid-solid method using chemical vapor deposition; however, this method is time consuming, environmentally unfriendly, and do not support vertical growth. As an alternate, the electroless etching method has been proposed, which uses metal catalysts contained in aqueous hydrofluoric acids (HF) for vertically etching the bulk silicon substrate. This new method can support large-area growth in a short time, and vertically aligned SiNWs with high aspect ratio can be readily synthesized with excellent reproducibility. Nonetheless, there still are rooms for improvement such as the poor surface characteristics that lead to degradation in electrical performance, and non-uniformity of the diameter and shapes of the synthesized SiNWs. Here, we report a facile method of SiNWs synthesis having uniform sizes, diameters, and shapes, which may be other than just cylindrical shapes using a modified nanosphere lithography technique. The diameters of the polystyrene nanospheres can be adjustable through varying the time of O2 plasma treatment, which serve as a mask template for metal deposition on a silicon substrate. After the removal of the nanospheres, SiNWs having the exact same shape as the mask are synthesized using wet etching technique in a solution of HF, hydrogen peroxide, and deionized water. Different electrical and optical characteristics were obtained according to the shapes and sizes of the SiNWs, which implies that they can serve specific purposes according to their types.
The most general photocatalyst, $TiO_2$ and $WO_3$, are acknowledged to be ineffective in range of visible light. Therefore, many efforts have been directed at improving their activity such as: band-gap narrowing with non-metal element doping and making composites with high specific surface area to effectively separate electrons and holes. In this paper, the method was introduced to prepare a photo-active catalyst to visible irradiation by making a mixture with $TiO_2$ and $WO_3$. In the $TiO_2-WO_3$ composite, $WO_3$ absorbs visible light creating excited electrons and holes while some of the excited electrons move to $TiO_2$ and the holes remain in $WO_3$. This charge separation reduces electron-hole recombination resulting in an enhancement of photocatalytic activity. Added Ag plays the role of electron acceptor, retarding the recombination rate of excited electrons and holes. In making a mixture of $TiO_2-WO_3$ composite, the mixing route affects the photocatalytic activity. The planetary ball-mill method is more effective than magnetic stirring route, owing to a more effective dispersion of aggregated powders. The volume ratio of $TiO_2(4)$ and $WO_3(6)$ shows the most effective photocatalytic activity in the range of visible light in the view point of effective separation of electrons and holes.
A Nanosized $WO_3$ and CuO powder mixture is prepared using novel high-energy ball milling in a bead mill to obtain a W-Cu nanocomposite powder, and the effect of milling time on the structural characteristics of $WO_3-CuO$ powder mixtures is investigated. The results show that the ball-milled $WO_3-CuO$ powder mixture reaches at steady state after 10 h milling, characterized by the uniform and narrow particle size distribution with primary crystalline sizes below 50 nm, a specific surface area of $37m^2/g$, and powder mean particle size ($D_{50}$) of $0.57{\mu}m$. The $WO_3-CuO$ powder mixtures milled for 10 h are heat-treated at different temperatures in $H_2$ atmosphere to produce W-Cu powder. The XRD results shows that both the $WO_3$ and CuO phases can be reduced to W and Cu phases at temperatures over $700^{\circ}C$. The reduced W-Cu nanocomposite powder exhibits excellent sinterability, and the ultrafine W-Cu composite can be obtained by the Cu liquid phase sintering process.
비표면적이 약 $200\;m^2/g$인 ${\gamma}-Al_2O_3$를 합성하여 얻은 ${\gamma}-Al_2O_3$ 담체에 Pd, Pt와 같은 귀금속 촉매를 첨가하여 접촉연소식 가스감지소자를 제작하였다. 제작된 센서는 최적동작을 위한 인가전압 1.75 V에서 소모전력은 약 500 mV였고, 부탄, 메탄 및 프로판 각각 100 %LEL에 대해서 약 120 mV의 높은 감도 특성을 보였다. 제작된 센서는 탄화수소 가스 농도에 대한 선형성, 재현성, 그리고 상대 습도변화에 대해서 안정된 감도 특성을 보여 주었다. 그리고 약 100일 동안 부탄 가스에 대해서 안정된 센서 감도 특성을 보여 주었다.
본 연구에서는 KOH를 첨착한 활성탄에서 황화수소의 흡착특성을 동특성 실험을 통해 관찰하였다. 특히 수분과 산소 농도가 흡착특성에 미치는 영향을 확인하였다. KOH를 첨착시킨 활성탄의 표면적, 세공부피 및 크기 분포 등의 기공 특성들은 질소 흡탈착 등온선을 이용하여 측정하였으며, 흡착량은 Langmuir와 Freundlich 등온식으로 모사하였으며 KOH를 첨착시킨 활성탄에서 황화수소의 흡착량은 Langmuir 등온식으로 잘 묘사되었다. 산소 농도의 증가는 KOH 첨착 활성탄의 황화수소 흡착성능에 큰 영향을 나타내었다.
본 연구는 알루미나를 이용하여 수용액 중에 존재하는 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Sr^{2+}$, $SO{_4}^{2-}$, $NO{_3}^-$, $Cl^-$ 이온의 제거 특성을 분석하기 위하여 실시하였다. 알루미나는 $Al(NO_3)_3{\cdot}9H_2O$와 $NH_4OH$를 사용하여 합성한 수화물을 $450{\sim}750^{\circ}C$로 5 h 동안 열처리하고 FT-IR과 Brunauer-Emmett-Teller (BET)법으로 물성을 분석하였다. 실험결과에 의하면 알루미나의 비표면적은 열처리 온도가 증가하면 감소하는 특성을 나타내었다. 알루미나에 의한 흡착능은 $SO{_4}^{2-}$와 $NO{_3}^-$가 각각 23 mg/g와 12.4 mg/g의 값을 보였다. 반면에 $Cl^-$는 4 mg/g으로 비교적 낮은 값을 보였다. 일반적으로 음이온 제거 효율은 알루미나의 제조를 위한 열처리 온도가 증가할수록 감소하였으며, $450^{\circ}C$로 처리한 알루미나의 경우에 가장 좋은 처리 효율을 나타내었다. 양이온인 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Sr^{2+}$의 제거 효율은 알루미나의 열처리 온도에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.
마이크로파를 이용하여 휘발성유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds)로 오염된 활성탄을 재생하기 위하여, 절연물질로서 활석(Talc)과 Ni-Zn ferrite를 각각 활성탄에 코팅하여 벤젠의 흡착 및 탈착 특성을 조사하였다. 절연물질이 코팅된 활성탄의 물리적 특성 및 표면상태는 질소가스 흡착장치와 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 각각 확인하였다. 비표면적과 벤젠에 대한 흡착량은 비례관계를 보였고, 활성탄에 활석이나 Ni-Zn ferrite를 코팅하면 마이크로파에 의한 불꽃방전을 억제할 수 있었다. 활성탄에 절연물질을 코팅하기 위해 사용한 바인더는 PS (potassium silicate)가 벤젠에 대한 흡착성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 마이크로파 출력에 따른 탈착량은 출력에 비례하는 경향을 보였고, 연속되는 흡착과 탈착과정이 5회 반복되더라도 재현성이 충분히 나타났다. 결과적으로 VOCs로 오염된 폐활성탄의 재생방법으로서, PS를 바인더로 사용하여 활석이나 Ni-Zn ferrite를 활성탄에 코팅하여 마이크로파로 탈착시키면 효과적임을 알 수 있었다.
메조포러스 실리케이트 물질은 넓은 비표면적과 규칙적인 나노 기공구조를 가지고 있어 흡착제로 활용도가 높다. 본 연구에서는 대표적인 메조포러스 실리케이트인 MCM-41, SBA-15을 흡착제로 활용하여 휘발성 유기화합물의 하나인 벤젠의 기상 흡착 실험을 수행하였다. 벤젠의 파과곡선(Breakthrough curves)을 통하여 각 물질의 벤젠 흡착량을 비교한 결과, 본 실험의 조건에서는 기공구조가 큰 SBA-15이 더 높은 벤젠 흡착량을 보여주었다. 특히 다른 분자체 물질인 제올라이트 X보다도 약 2.7배 높은 흡착력을 보여주었다. SBA-15를 이용하여 흡착온도와 벤젠 주입속도를 달리하며 벤젠 기상 흡착을 수행한 결과, 온도가 증가할수록 벤젠의 흡착량은 급속히 감소하였다. 이러한 결과는 SBA-15에 흡착하는 벤젠의 결합이 약하다는 것을 보여준다.
FAT복합체는 TOS ($TiOSO_4{\cdot}xH_2O$)를 사용하여 솔-겔 방법으로 제조한다. 시료들은 SEM, 비표면적, XRD 및 EDX를 사용하여 분석하였다. SEM결과로서 Fe 와 $TiO_2$ 입자가 AC 표면에 분포하고 있다. XRD 결과에서 Fe-AC/$TiO_2$ 복합체는 다 anatase결정상을 하고 있다. 그리고 EDX 결과에서 C, O, Ti 및 Fe 원소가 Fe-AC/$TiO_2$ 복합체에 다 존재하고 있다. 복합체의 광촉매 활성은 가시광선과 UV광선을 사용하고 메틸렌불루(MB)의 분해 효과에 의해 측정한다. Fe-AC/$TiO_2$ 복합체는 강한 가시광선 조사에서 우수한 광촉매 효과가 나타난다. AC/$TiO_2$ 복합체에 있는 소량 존재하는 Fe 원소가 그들의 광촉매 활성을 강화할 수 있다.
The pathway and time course of fucose-containing glycoprotein synthesis and intracellular translocation in osteoclasts of the mice maxillary alveolar bone were investigated by electron microscopic radioautography. Male Balb-C mice weighing 17gm were anesthetized with Nembutal and injected via the external jugular vein with 2.5 mCi of $L-[6-^{3}H]-fucose$ (specific activity 16.8 mCi/mmol) in 0.1 ml of sterile saline solution. At 5, 10, 20, 35 minutes and 8 hours after administration of the $^{3}H-fucose$, animals were killed by intracardiac perfusion of 30ml of 2% glutaraldehyde in a modified Tyroid solution, pH 7.4. The maxillae were then removed and further fixed in Karnovsky fixative for an additional 3-4 hours. After rinsing in 0.1M cacodylate buffer for 10 minutes, the maxillae were demineralized for 2 weeks at $4^{\circ}C$ in ethylene diamine tetra acetate containing 2% glutaraldehyde. The first interdental areas were mesiodistally sectioned into slices of 1mm thickness and postfixed in osmium tetroxide. Tissues were then dehydrated and embedded in Poly Bed. To prepare electron microscopic radioautography, the dipping method of Kopriwa (1973) was employed. Thin sections were coated with a crystalline monolayer of ILford $L_4$ photographic emulsion. After exposure for 4 months at $4^{\circ}C$, the sections were developed Kodak Microdol-X and Phenidon (for compact grains), fixed in 30% sodium thiosulfate, stained with uranyl acetate and lead citrate and examined in the electron microscope (JEOL 1200 EX). At 5, 10 and 20 minutes after injection, $^{3}H-fucose$ was concentrated in Golgi cisternae of the osteoblasts. By 35 minutes the labels were observed over small vesicles in the suprannclear area of osteoclasts. At 8 hours, numerous silver grains were located on the ruffled border and cell membrane of osteoclasts. These results indicate that fucose molecules are added in the Golgi apparatus and small vesicles appear to be responsible for translocation of the glycoproteins to the marginal portion of osteoblasts. The glycoproteins are distributed on the osteoclast cell surface and especially over the ruffled border.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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