• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2000년도 추계학술대회논문집
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• pp.73.2-77
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• 2000

해수의 산소요구량(COD; Chemical Oxygen Demand)을 수정진동자로 측정할 수 있는 지의 가능성을 검증하기 위하여 글루코오스 용액에서의 수정진동자의 전기화학적 특성을 조상하였다. 산소요구량을 측정하기 위해서 수정진동자의 표면이 산화되어야 하므로 상대적으로 활성이 있는 금속을 9 MHzAT형 수정진동자의 표면에 코팅하고 일정한 전위를 가할 때 전류와 공진저항의 변화를 조사함으로서 수정진동자의 전기화학적 특성을 조사하였다. 수정진동자는 특별히 제작된 용기에 설치하였고 수정진동자 분석기가 공진주파수와 공진저항의 동시 측정에 사용되었다. 글루코오스의 농도 변화에 따른 측정치의 변화를 관찰하여 농도와 전기화학적 특성의 상관관계를 추적하였다. 이러한 특성조사의 결과 글루코오스 농도가 900 ppm 이하에서는 표준전극 기준 -180mV의 전위가 가해질 때 농도와 초기 최대전류 사이에 직선관계가 있음을 알 수 있었고 이를 이용하면 해수 중 글루코오스 농도를 측정할 수 있으며 글루코오스 농도와 화학적 산소 요구량 사이에 직접적인 관계가 있음을 고려할 때 수정진동자를 이용한 화학적 산소요구량의 측정이 가능함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.574-582
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• 2010

본 연구는 기상확산 자기조립화기법으로 수정진동자 표면을 L-Penicillamine와 D-Penicillamine으로 수식하여 대표적인 키랄물질인 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)-Mandelic acid에 대한 키랄물질 인식과 측정 가능성을 검토한 것이다. 수정진동자의 전극 표면에 3차원 입체구조가 다른 Penicillamine의 이성질체를 기상확산법으로 수식한 결과를 QCM과 AFM을 이용하여 관찰하여, 수정진동자 표면위의 분자구조의 형성에서 상이한 구조를 가지게 된다는 것을 확인하였다. L, D-Penicillamine이 수식된 수정진동자를 이용하여 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)- Mandelic acid에 대한 감응성을 검토한 결과, L-Penicillamine이 수식된 수정진동자는 R-(-)-Mandelic acid와 S-(+)- Mandelic acid에 대하여 선택적 감응성이 없었으나 D-Penicillamine이 수식된 수정진동자는 R-(-)-Mandelic acid에 대하여 선택적 감응성을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구결과, 기상확산법을 이용하여 다양한 선택성 막의 배열이 가능함을 알 수 있었고, 이렇게 배열된 박막으로 수식된 QCM을 이용하여 Mandelic Acid 이성질체 혼합물에서 특정 광학 이성질체의 검출이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권1호
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• pp.71-76
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• 2007

수정진동자를 이용한 고분자의 상전이 현상의 해석에 있어서 중요한 인자라 할 수 있는 샘플의 극성 변화에 따른 공진저항의 변화 패턴을 설명하였다. 이를 위하여 친수성 물질로서 PVA (poly vinyl alcohol), 소수성 물질로서 PMMA/PVAc (poly methyl methacrylate/poly vinyl acetate)의 브랜딩 막을 수정진동자 전극 위에 코팅하여 사용하였다. 친수성 물질과 소수성 물질의 상호 비교에서 상전이와 연관하여 공진주파수 변화는 유사하게 나타났지만(같은 변화 Pattern), 공진저항은 서로 다른 변화의 형태로 관찰되었다. 이의 해석을 위하여 공진 파라미터 중의 커패시턴스($C_1$)와 수정진동자 금전극의 극성 등을 고려한 결과, 이러한 다양성이 타당하며, 재료의 극성에 따른 공진저항의 변화를 고려하여야만, 상전이 혹은 다양한 수정진동자 분석에 있어서 정확한 해석이 가능함을 설명하였다.

• 한국광학회지
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• 제10권4호
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• pp.267-272
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• 1999

근접장광학계 (Near-Field Scanning Optical Microscope :NSOM)의 표본과 팁의 거리 유지를 위해 소리굽쇠모양의 수정발진자 (tuning forktype quartz crystal unit)의 한쪽 다리에 광섬유를 고정시키고 광섬유 팁을 수정발진자와 같이 진동하게 만들어 사용하였다. 수정 진동자는 광섬유 팁이 시료에 얼마나 가까이 갔느냐에 따라 진폭이 바뀌게 되고 이 변화를 일반적인 방법인 레이저 빛에 의하여 읽어내는 것이 아니라 바로 수정 발진자의 임피던스 변화에 따른 전압 변화를 측정하여 알아냈다. 팁이 표면에 접근함에 따라 수정발진자 진동폭의 변화와 팁을 통해 들어오는 빛의 세기 변화 등을 측정하여 계의 감도를 조사하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.25-34
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• 2020

전기화학적 미소수정진동자저울은 전극표면에서 발생하는 나노그램 수준의 질량변화를 실시간 측정할 수 있는 장비이다. 역압전효과를 가진 수정진동자 양면에 형성된 금속전극에 교대로 전계를 가하면 진동자의 두께에 따라 특정 공진주파수를 나타낸다. 공진주파수는 전극표면에서 발생하는 질량변화에 반응하며, 전극표면의 금속이 용해될 때는 증가하고 석출될 때는 반대로 감소한다. 공진주파수와 질량변화의 상관관계는 Sauerbrey 식으로 나타내고 이를 이용하여 금속의 침출반응때 발생하는 질량변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 용해 후 침출액에서 침전, 휘발, 기타 화합물 형성 등 부반응으로 실험 후 발광분광분석이나 원자흡광분석 등이 용이하지 않은 금속의 침출 반응기구 및 속도 연구에 매우 효과적이다. 그러나 수정진동자의 공진주파수는 질량변화 외에도 용액의 점도, 수압, 온도, 스트레스, 그리고 표면거칠기 등에도 영향을 받으므로 실험 시 이들 영향에 대한 고려가 필요하다. 전기화학적 미소수정진동자저울의 응용 예로서 염소를 이용한 백금의 침출 시 용해속도를 실시간 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구하는 일련의 과정을 소개하였다. 침출에 사용된 백금시료는 수정진동자 양면에 형성된 1000 Å두께의 백금전극 중 침출액에 노출된 한쪽 면을 활용하였으며, 전해생성된 염소를 염산 침출액에 주입하여 침출 시 용존 염소농도를 조절하였다. 실험결과로부터 염소에 의한 백금의 용해반응은 활성화에너지가 83.5 kJ/mol로 화학반응율속임을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제3권2호
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• pp.33-39
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• 1994

냄새물질 특히, 환경오염물질의 측정을 위한 수정진동자를 이용한 센서 시스템을 수정진동자 표면에 여러가지 인지질과 활성탄 그리고 납계열 무기안료를 피막시켜 만들었다. 포스파티딜 콜린을 누적한 9MHz 수정진동자의 각종 유기가스에 대한 응답 특성을 살펴보았다. 인지질막의 특성에 기초한 서로 다른 냄새물질사이의 친화력에 대하여 설명할 수 있었다. 냄새물질은 누적한 지질막에 의존하는 공진주파수 변화 패턴과 응답면적에서 계산되어지는 상대적인 응답 세기를 서로 비교하여 확인할 수 있었다. 납계열 무기안료를 누적한 수정진동자를 이용하여 황화물의 검출이 가능함을 알 수 있었다. 이 결과, 여러가지 지질을 누적한 수정진동자를 이용하여 그 응답패턴을 비교한다면 냄새물질의 분석이 가능함을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.655-668
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• 2009

본 총설에서는 수정진동자 센서의 원리와 질량, 점성, 점탄성의 변화에 기초한 수정진동자 센서의 응용에 관하여 고찰하였다. 수정진동자의 기본원리와 공진주파수-공진저항 다이어그램에 관하여 상세히 기술하였다. 카본을 피막한 가스센스, 혈액응고를 이용한 센스, 전기화학분석, 결정화 분석 등에 관한 응용 예를 소개하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 새로운 바이오센서나 화학센서 개발 가능성에 관하여 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.63-70
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• 2014

본 논문에서는 압전 수정진동자의 설계민감도 해석 및 위상 최적설계 기법을 개발하였다. 압전 수정진동자는 가해지는 전하에 의해 두께방향 전단 변형하게 되거나, 혹은 그 반대방향으로 기계 변형에 의해 전기적 신호를 검출하게 된다. 엄밀한 두께방향 전단해석을 위해 두께방향으로 고차 보간을 하는 고차 민들린(Mindlin) 판 이론을 도입하였다. 압전 수정진동자에서 수정판은 부도체이기 때문에 전기적 신호를 검출하거나 전기적 신호에 의해 수정판을 기계적으로 진동시키기 위해 수정판의 상/하 표면에 얇은 전극경을 도포한다. 비록 전극경이 매우 얇기는 하지만 그 무게와 형상에 따라 진동자의 거동이 달라지기 때문에, 설계민감도 해석 및 위상 최적설계를 위한 설계변수는 전극경의 질량 밀도와 관계된다. 따라서 위상 최적설계 문제는 두께방향 전단 변형에너지를 최대화하는 최적의 전극경 분포를 구하도록 구성한다. 또한 보다 의미있는 설계안을 얻기 위해 전극경의 재료량과 면적에 제약조건을 부여한다. 두께방향 전단 주파수(고유치)와 상응하는 모드형상(고유벡터)에 대한 설계구배는 고유벡터 확장법을 이용한 해석적 설계민감도 해석법을 통해 매우 효율적이고 정확하게 계산될 수 있다. 수치예제를 통해 제안된 해석적 설계민감도가 유한차분 설계민감도와 비교하여 매우 효율적이고 정확하게 계산됨을 확인하였다. 또한 위상 최적설계를 통해 도출된 최적 전극경 설계가 모드형상과 두께방향 전단 변형에너지를 개선시킴을 확인하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.145-146
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• 2006

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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• pp.63-64
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• 2006

본 연구에서는 광에너지를 화학적인 에너지로 변환할 때, 디바이스의 전하전달 매개를 위한 electron transfer mediator로서 널리 이용되는 Viologen이 자기조립화된 수정진동자률 전기화학법의 하나인 순환전압전류법(Cyclic Voltammetry)을 이용하여 산화 환원 반응 (redox reaction) 특성과 주사속도와 피크전류와의 상관관계를 분석하였다. 먼저 수정진동자를 친수 처리한 후, 메탄올 용액과 아세토니트릴 용액을 섞은 용매에 Viologen 분자를 자기조립 (self-assembly)하여, 전해질 용액의 농도 변화에 따른 산화 환원반응 특성과 피크전류의 값을 측정하였다 주사 속도를 2 배씩 증가하여 피크전류와의 상관관계를 조사한 결과, 선형적인 증가를 보였으며, 이를 통해 가역적인 반응(reversible reaction)이 일어났음을 확인할 수 있었다. 또한, 산화 환원 반응과 동시에 측정된 수정진동자의 공진 주파수(resonant frequency) 변화로부터 전하이동(charge transfer) 특성에 의해 반응에 참가한 이온의 질량을 알 수 있었다.