• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.325-331
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• 2021

본 연구에서는 미이용 바이오매스인 3급 목재펠렛 및 커피박을 이용하여 바이오카본을 생산하고 이를 통하여 저분자 극성 휘발성 유기화합물인 포름알데하이드 및 아세트알데하이드 제거 성능 실험을 수행하였다. 바이오카본 생산 실험은 이산화탄소를 활성화제로 사용하여 고정층 반응기에서 수행하였다. 활성화 실험 시 반응온도 900 ℃ 및 이산화탄소 1 L min^-1으로 반응조건을 고정하여 진행하였다. 활성화 실험 결과 1급 목재펠렛으로부터 생산한 바이오카본의 BET 비표면적이 약 788 m² g^-1으로 가장 높음을 알 수 있었고 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 약 544 m² g^-1으로 가장 낮게 나타났다. 본 실험을 통해 생산된 바이오카본은 대부분 마이크로 기공을 가진 것으로 나타났다. 바이오매스 원료 내 회분의 함량이 낮을수록 바이오카본의 비표면적이 높아지는 것으로 나타났다. 포름알데하이드 및 아세트알데하이드 제거 실험 결과 1급 및 3급 목재펠렛으로 부터 생산한 바이오카본에 비해 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 더욱 우수한 흡착 성능을 보여주었다. 추가적으로 상용 첨착 활성탄과 커피박으로부터 생산한 바이오카본의 비교 실험을 진행하였다. 포름알데하이드 제거 성능은 상용 첨착 활성탄이 우수한 반면 아세트알데하이드 제거에는 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권3호
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• pp.134-146
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• 2023

'탄소저감' 문제는 전세계적으로 가장 중요한 이슈 중 하나라고 할 수 있다. 효율적인 탄소저감을 위해서는 배출량 감소는 물론, 흡수량을 늘리는 방법도 고려할 필요가 있다. 이에 최근 블루카본 바이오매스를 활용해 탄소흡수량을 늘리는데 많은 관심이 쏠리고 있다. 블루카본은 염생식물, 잘피 등 연안에 서식하는 식물과 갯벌 등의 퇴적물을 포함한 해양 생태계가 흡수하는 탄소를 말한다. 또한 블루카본 바이오매스는 블루카본과 관련된 생태계를 의미하며 이는 내륙 생태계보다 탄소흡수율이 높고, 포집 기간도 길어 탄소저감에 매우 효율적이라는 평가를 받고 있다. 하지만 국내에서는 아직까지 이에 대한 연구활동이 활발하지 않은 실정이며, 무엇보다도 블루카본 바이오매스 서식지 보존을 위한 공간계획과의 연계성이 부족하고, 관련 정책도 구체적으로 마련되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 탄소저감 문제 해결에 적극적인 대응을 위하여 블루카본 바이오매스의 중요성을 인식하고, 서식지를 보존하여, 향후 이를 중심으로 한 국내 환경에 적합한 형태의 탄소저감형 해안도시를 조성할 필요가 있음을 제시하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.132-132
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• 2004

카본나노튜브는 나노튜브의 종류에 따라 1~10nm의 직경과 수 $\mu\textrm{m}$정도의 길이를 가지는 고종횡비(high aspect ratio)가 가능하며, 고강성, 전기화학적 내성, 마모에 대한 강인성 때문에 원자력간 현미경(AEM)의 프로브로서 이상적인 재료로 인식되어 왔다. 따라서 단백질이나 DNA를 측정하는 바이오 분야, 나노 일렉트로닉스 분야, 나노 구조 측정분야 등 나노 관련 측정분야에서 점차 그 활용도가 높아 져가고 있다. 특히 100nm이하의 반도체의 CD(critical Dimension)을 측정하는데 있어서 나노튜브는 가장 이상적인 후보라고 할 수 있겠다.(중략)

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.1000-1002
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• 2012

고감도 바이오센서를 제작하기 위해서는 높은 생체적합성 및 물리적/화학적 안정성을 가진 재질이 필요하며 다양한 재질들이 바이오산업에 응용 가능 여부를 평가 받고 있다. 근래, 카본재질의 다이아몬드 및 그라핀 박막은 많은 주목을 받고 있으며 그 가능성이 부분적으로 평가되고 있다. 다이아몬드는 넓은 전위창(3.0~3.5 V), 낮은 누설전류, 물리/화학적 안정성과 같은 전기화학적이고 생물학적 응용의 장점이 있으며, 그라핀 또한 물리/화학적 안정성과 전도성이 뛰어난 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 나노결정 다이아몬드, 마이크로결정 다이아몬드, 그라핀 및 세포배양판 표면에 사람의 신경세포(SH-SY5Y)를 배양하고 세포독성시험(MTT assay)을 이용하여 재질에 따른 배양 특성을 비교 평가하였다. 그 결과 기존 사용되고 있는 세포배양판과 카본재질은 세포 배양 특성이 유사하였다. 우리는 본 연구결과를 바탕으로 카본재질이 향후 바이오센서와 같은 바이오산업에 응용될 것으로 예상된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권1호
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• pp.41-49
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• 2013

기후변화를 유발하는 원인물질로는 주로 화석연료의 연소에 의해 발생하는 '온실가스'가 대표적이었으나, 최근 연구를 통해 블랙카본 또한 기후변화에 기여하는 것으로 알려지고 있다. 주로 숯가마, 화목난로, 폐기물 노천소각 등 생물성 물질의 불완전연소에 의해 발생하는 블랙카본은 눈과 얼음의 표면에 붙어 알베도를 감소시키고, 태양복사에너지 흡수율을 증가시켜 눈과 얼음이 녹는 속도를 가속화 한다. 그러나, 바이오매스 연소로 발생하는 블랙카본의 배출 특성은 아직 정확하게 밝혀진 바가 없다. 본 연구에서는 이러한 블랙카본의 배출 특성을 살펴보기 위하여 화목난로를 대상으로 연소실험을 진행하였다. 연소 실험 결과, 블랙카본은 연소 온도가 낮고, 연소용 공기 공급량이 적은 조건에서 더 많이 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 블랙카본 배출계수는 벽난로에서 목재연료 A를 연소하였을 때가 1.01 g-BC/kg-Oak, 목재연료 B가 0.37 g-BC/kg-Oak, 목재연료 C가 0.29 g-BC/kg-Oak으로 산정되었고, 소형난로에서 목재연료 A를 연소하였을 때 0.25 g-BC/kg-Oak으로 산정되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1995년도 제4회 학술강연회논문집
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• pp.23-29
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• 1995

Fafbric 4종, 수지2종과 상용화된 프리프레그 2종에 대한 내열특성에 관하여 비교 연구 하였다. Fabric의 특성은 알려진 바와 같이 PAN계 카본 fabric의 경우 내삭마성은 우수하나 단열성능이 떨어지고, Rayon계의 경우는 그 반대이다. 공정성면에서는 rayon spun yarn으로 제직한 경우가 가장 우수한 것으로 나타났다. Spun PAM으로 제직한 경우는 직조후 탄화공정을 채택함으로써. 노즐재료로서 PAN계 탄소섬유의 사용을 가능하게 하였지만 즉 공정성은 좋으나 단열성 및 내삭마성 모두가 떨어졌다. F940수지의 경우는 SC1008과 페놀수지의 화학적특성은 다소 차이가 있으나 물리적특성이나 열적특성은 거의 유사한 것으로 나타났다. 프리프레그의 제조는 각수지와 Fabric의 조건에 맞게 R/C, V/C를 조정하여 코팅하였다. 토오치 테스트등 결과들을 종합해보면 전체적인 노즐재료로서의 성능은 아직은 Rayon계 카본이 우수한것으로 판단할수 있으나, 보다 정확한 평가를 위해서는 실제 노즐 테스트가 필요하다.

• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.363-368
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• 2018

Polyoxometalates (POMs)는 뛰어난 특성과 전기 화학 응용 분야에 대한 많은 잠재력을 가지고 있다. POM은 매우 잘 녹는 성질 때문에 전기화학 소자에서 POM의 잠재력을 최대한 활용하기 위해서는 다양한 기능성 재료에 POM을 고정화하는 과정이 필수이다. 본 논문에서는 우리는 최근 개발된 고정화 방법인 나노 카본 및 전도성 고분자와 같은 전도성 나노 물질에 POM을 도입하는 기술들에 대해서 논하고자 한다. Langmuir-Blodgett 기술, 층별 자기 조립 및 전기화학 in-situ 중합을 사용하여 전도성 고분자 매트릭스 및 POM을 나노 카본으로 도입할 수 있는 다양한 고정화 전략을 소개한다. 또한 우리는 POM의 응용 분야인 물 산화용 전극 촉매, 리튬 이온 배터리, 슈퍼커패시터 및 전기화학적 바이오 센서 등의 다양한 전기 화학 응용 분야를 다룬다.

• 에너지공학
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• 제19권1호
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• pp.16-20
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• 2010

본 연구에서는 바이오매스로 커피원두를 이용하여 합성한 카본재료에 도전재로 주석을 이용하였다. 주석을 첨가하는 방법에 따라 단순 혼합, 화학적인 방법을 이용하여 혼합체를 만들어 시료를 합성하였다. 시료에 대한 XRD를 이용하여 주석과 탄소가 혼합된 구조를 가지고 있음을 확인하였고 SEM을 통한 합성된 시료구입자크기($12{\sim}85\;{\mu}m$)와 형태를 확인하였다. 충 방전 테스트를 실시하여 15사이클에서 카본블랙을 사용했을 때(105 mAh/g)보다 주석을 화학적으로 혼합을 시킨 시료의 경우(191 mAh/g)가 방전용량이 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있었고, 주석을 단순 혼합을 실시한 경우에서는 카본블랙과 비슷한 용량(131 mAh/g)을 보였다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.114-122
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• 2019

최근 재생자원으로부터 바이오 폴리올을 합성하는 것이 주목을 받고 있다. 특히 고분자의 합성에서 이러한 바이오 폴리올을 활용하는 것은 대단히 중요한 과제이다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올(PO3G: 옥수수 당의 발효에 의해 제조된 1,3-프로판 디올로부터 제조된 폴리트리메틸렌 에터 글리콜), 메틸렌디페닐디이소시아네이트 및 1,4-부탄디올을 사용하여 일련의 디메틸포름아미드(DMF) 기반 폴리우레탄을 합성하였다. 본 연구에서는 폴리우레탄 필름의 특성과 습식 인조피혁의 셀(cell) 특성을 조사하였다. 폴리카보네이트 폴리올/바이오 폴리올에서 바이오 폴리올의 함량이 증가할수록 폴리우레탄 필름의 인장강도는 감소하지만 연신율은 증가하였으며, 유리전이온도는 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 습식공법에 의한 인조피혁 단면을 분석한 결과 폴리카보네이트 폴리올 함량이 증가함에 따라 인조피혁에 형성된 셀의 수와 균일성이 증가함을 알 수 있었다. 이 결과로부터 적정량의 바이오 폴리올을 사용한 DMF 기반 폴리우레탄의 경우에 충분히 인조피혁에 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 바이오 탄소 함량은 폴리우레탄의 제조에 사용한 바이오 폴리올의 함량 증가에 따라 비례하여 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.327-327
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• 2011

DLC 필름은 바이오 적합성, 특히 생체 적합성이 뛰어나기 때문에 바이오 코팅분야에서 널리 이용된다. 많은 연구 결과에 의하면 세포와 장기 등이 바이오 재료 표면에 적절히 접합할 수 있도록, 재료 표면을 산소나 질소를 이용하여 플라즈마 처리로 초친수성 표면으로 개질하고 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라서 친수성 표면은 점차 재료의 표면 처리 전의 성질인 소수성을 회복하게 된다. D실제 생체에 적용하기 위해서 이러한 시효 효과에 대한 정확한 평가가 이루어져야 한다. 따라서 산소와 질소 플라즈마 처리 후의 친수성 성질이 소수성 성질로 변해가는 거동을 조사하는게 중요하다. 13.56 MHz의 plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) 법을 이용하여 DLC와 Si-DLC를 500 ${\mu}m$ 두께의 P-type 실리콘(100) 기판에 증착하였다. 박막 증착 과정에 사용한 기체는 벤젠과 희석된 silane이 사용되었다(SiH4/H2=10:90). 박막 증착은 -400 V의 바이어스 전압을 인가하였으며, 이때 증착 압력은 1.33Pa으로 일정하게 유지하여, 두께 $0.55{\pm}0.01{\mu}m$로 증착하였다. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 법을 이용하여 실리콘 함량을 측정하였으며, 증착 된 Si-DLC의 실리콘 함량은 0~4.88 at. %였다. 이후에 질소와 산소 플라즈마를 이용하여 챔버 압력을 1.33 Pa로 유지하여, -400 V의 바이어스 전압을 인가하여 10분간 표면 처리를 하였다. 표면 처리된 DLC와 Si-DLC 표면 위에서의 물방울(water droplet)의 젖음각을 20일간 측정하였다. 플라즈마 표면 처리 된 모든 시편에서 초기 젖음각은 $10{\sim}20^{\circ}$의 친수성 성질을 보였지만, 점차 젖음각이 상승하여 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC를 제외하고는 5일이 지나면서 거의 소수성 표면으로 회복되었다. 산소 플라즈마 처리 된 Si-DLC의 경우, 젖음 각 측정 기간(20일) 동안 $15^{\circ}$ 미만의 친수성 성질을 유지하였다.