• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.46 no.1
• /
• pp.184-188
• /
• 2008

This study presented simple and efficient fabrication of chemical sensors for the detection of acidic gas using 1,3-bisdicyanovinylindane as an indicator because it can be promising materials having property of the rapid color change according to the variation of pH. The dissociation of proton and dye in acidic condition as changing of ion pairs give rise to dramatically change the absorbance intensity of 1,3-bisdicyanovinylindane, which can be easily applied to the development of chemical sensors. In addition, indicator dyes having negatively charge in aqueous phase can be easily fabricated using layer-by-layer (LBL) methods by way of electrostatic interaction. For the proof of concept, we demonstrated the abrupt presentation of skeleton symbol on the chemical sensor, which could be resulted from the reaction of 1,3-bisdicyanovinylindane as background color with acidic gas. Thus, the rapid appearance of symbol will induce user's caution under the emergency condition. The presented chemical gas sensor using 1,3-bisdicyanovinylindane have strong advantages. First, the fabrication process of gas sensor was very simple and low-cost. Secondly, sensors reacted by acidic gas could be reused for several times. Finally, the chemical gas sensor would be environmentally friend, which can be a basic tool for the realization of eco-organic sensor device.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.129-129
• /
• 2011

ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.133-137
• /
• 2006

Ion permeability characteristics in nano-polymer membrane structures are performed to investigate the chemical composition and characteristics of MEA(Membrane Electrolyte Assembly) which is one of the most important parts to decide the performance in PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) system. Subsequently, the MEA manufacturing process is presented for the uniformed MEA product. In the meantime, the analysis of SEM(Scanning Electron Microscope) is carried out in order to investigate the joint aspect and chemical composition of MEA. As a result of SEM analysis, it is found that the bonded catalyst and carbon composition contain the reasonable amount to get unit cell output. It is also found that the humidification gives the better performance result slightly.

• Textile Coloration and Finishing
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.77-91
• /
• 1994

1956년 반응염료가 시판된 이래 장족의 발전을 하였으며, 구형의 cellulose용 염색을 추월하여 거의 대부분의 cellulose의 염색에 반응염료, 일변도로 사용되고 있는 것이 현실이다. 그러나 많은 반응 염료의 장점에도 불구하고 세월이 가면서 문제점도 만만치 않다. 장점으로는 색상이 선명하고 견뢰도가 우수하고 응용범위가 넓고 조작이 용이하다는 점이며, 문제점으로 나타난 것은 흡착염색공정에서 다량의 전해질과 알칼리제를 첨가함에도 불구하고 흡착율, 고착율이 낮고 염색후의 세정공정과 많은 물과 energy 및 시간을 필요로 한다는 사실이다. 또한 최근 더욱 관심을 끈 것은 반응염료의 가수분해 현상으로 인하여 다량의 가수분해된 염료가 폐수화하여 버려짐으써 심각한 공해가 야기할 뿐만 아니라 염색물에 부착하여 견뢰도에도 영향이 많다. 이런 문제를 염료제조업계에서는 해결하지 않으면 안될 시점에 와 있다. 이와 같은 문제점을 염료의 구조적인 면, 염색적인 면 그리고 소비자의 취급적인 면에서 검토하여 과거의 영광을 존속하기 위하여 개량형의 염료를 합성하여 고고착률, wash-off성의 양호 및 일광, 염소, 땀, 세탁 등에 견뢰한 염료를 얻고자 반응염료의 현황과 문제점을 정리해 보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
• /
• 2009.10a
• /
• pp.403-405
• /
• 2009

본 연구에서는 염료태양전지의 제작 시 고가의 TCO전극을 사용하지 않고 간단히 광전극을 대체할 수 있는 방법으로 메쉬전극을 이용하는 TCO-less 염료태양전지를 제작하였다. 메쉬전극을 이용한 TCO-less 염료태양전지의 구조는 "Glass / 메쉬전극($TiO_2$를 딥코팅 한 후 염료를 흡착시킴) / 전해질 / 멤브레인 필터 / 상대전극(Pt-coated TCO) / Glass" 로 구성된다. 제작된 샘플의 광전변환 효율은 약 1.5% 였으며 fill factor는 0.55로 나타났다. 향후 계획으로 효율을 향상 시킬 수 있는 방법을 도입하여 광전류밀도와 fill factor를 개선하는 연구를 진행할 예정이다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2001.07c
• /
• pp.1363-1365
• /
• 2001

다공질 실리콘(PSi)의 형성방법중에 가장 주된 방식인 전기화학법은 매우 범용화된 기술이다. 이러한 전기화학법을 이용한 PSi 제작방식에 있어 HF 가 함유된 전해액과 첨가되는 첨가제는 PSi 형성에 매우 중요한 역할을 한다. 전해액에 첨가되어지는 첨가재는 종류에 따라 전해질과 기판사이의 친수성 및 전해액의 표면장력을 작게 하는 역할을 하며, 그 밖의 기판 표면 상태변화의 원인으로서 양극산화 공정에 많은 변수로 작용한다. 본 논문에서는 기존의 에틸알콜을 함유한 HF 전해액과 새로운 용매를 함유한 HF 전해액에 대한 PSi의 형성을 광학 현미경 사진과 시간에 따른 전류 및 전압 특성 곡선으로 비교 분석하였으며, 기존 식각 용액을 사용했을 경우의 표면 식각현상과 형성구조의 불균일성 등을 해결할 수 있었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.48 no.6
• /
• pp.625-629
• /
• 2011

In this study, we show that by anodization of Nb in NaF electrolytes microcone niobium oxide layers can be formed under a range of experimental conditions. It is found that a single NaF electrolyte leads to the formation of microcones. At 1 M NaF, 40 V, 1 h, well-ordered microcones were generated on Nb discs. XRD results show that the initially formed anodic oxide is amorphous, but an amorphous to crystalline transition occurs during anodization. For the formation of favorable microcones, it is considered that proper parameters such as electrolyte concentration, voltage, anodizing time are necessary according to the kind of electrolytes.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.9 no.1
• /
• pp.1-5
• /
• 1997

새로이 합성한 계면확성제와 대표적 분산용 계면활성제의 분산효과를 상호 비교해 보기 위하여 고농도 석탄-물 슬러리계에 대한 유변학ㅈ거 성질을 측정하였다. 0~$25^{\circ}C$ 온도 범위에서 얻어진 유동곡선으로부터 여러 가지 유동 파라미터를 구한 결과, PS가 상대적으로 structure factor, C2와 shear modulus, $\chi$2/$\alpha$2 값에 있어서 큰 감소를 보여 주엇으며 특히 shear modulus는 계면활성제의 종류에 따라 큰차이를 보여주었다. 이러한 현상을 PS가 다 가음이곤 고분자 전해질과 유사한 구조를 갖고있어서 석탄 입자에 흡착시 입자간 정전기적 반발과 입체장애를 초래하여 슬러리의 유동성을 향상시킨데 따른 결과로 해석된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.103.1-103.1
• /
• 2011

고체 산화물 연료전지(SOFC)는 크게 음극(anode), 양극(cathode), 전해질(electrolyte)로 구성되 있으며 연결자를 통해 직렬 또는 병렬로 연결된 형태로 발전장치 등에 활용되고 있다. 이중 연료의 산화반응을 담당하고 있는 연료전지의 음극으로 지금까지 Cobalt, Platinum, Palladium 등의 전이금속 또는 귀금속들이 사용되었지만 현재는 Nickel 또는 Nickel을 함유한 물질들 특히, Ni-YSZ 복합체가 주로 사용되고 있다. Ni-YSZ 복합체는 가격과 성능 등 여러가지 면에서 SOFC의 음극으로 사용하기에 가장 적합한 물질인데 특히 전지의 지지체 역할과 동시에 전극으로서의 역할도 병행해야하는 음극 지지형 SOFC의 경우 Ni-YSZ 복합체의 효용성을 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 SOFC의 음극물질로 가장 널리 쓰이고 있는 Ni-YSZ 복합체를 core shell 형태로 만들어 전도 path를 효율적으로 하고 그 특성을 최적화하기 위한 미세구조 및 소결 거동, 전기적 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.396-396
• /
• 2012

산업 분야에서 TiN, CrN, CrAl-N, TiAl-N과 같은 Hard 코팅들은 기계적 특성이 우수하여 절삭 공구, 기계 부품분야에서 많이 사용되고 있다. 최근 연구 동향을 살펴보면 기존에 하나 또는 두가지 합금상태의 Hard 코팅을 넘어서 제3원소, 제4원소를 첨가하여 미세 구조적 변화를 통해 기존의 우수한 특성에 고온안정성, 내식성, 내산화성 등 다양한 기능성을 부여하는 다기능성 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터를 이용하여 고경도 코팅인 Ti-Al계열에 Si, Cu, Cr, B을 첨가함에 따른 내식특성을 확인해보았다. 성분이 균일한 코팅을 만들기 위해 Ti-Al, Ti-Al-Si, Ti-Al-Cu, Ti-Al-Cr, Ti-Al-B 단일합금타겟을 제조하여 실험을 진행하였다. 기본 물성을 확인하기 위해 경도 측정과 SEM XRD 등을 분석하였다. 내식성 평가는 동전위 테스트와 염수분무 테스트를 진행하였고 전해질은 염수와 동일한 5%-NaCl로 진행하였다. 그 결과 Ti-Al-Cr이 내식성에 강한 것으로 나타났고 염수분무 실험에서도 1200시간 이상 지속되는 성과를 보였다.