• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.457-457
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• 2011

단일벽 탄소나노튜브(SWNTs)는 직경 및 키랄(chiral)특성에 따라 반도체성 튜브와 금속성 튜브로 구분되며, 작은 직경의 SWNTs는 큰 직경의 튜브에 비하여 일반적으로 기계적 특성이 뛰어나다고 알려져 있다. 따라서, 합성하는 단계에서 SWNTs의 직경 및 chiral 특성의 제어가 가능 하게 된다면 전자소자로의 응용을 한층 앞당길 수 있을 것으로 예상하고 있다. 이와 더불어 SWNTs의 수평배향성장은 SWNTs의 집적(integration)을 용이하게 할 수 있기 때문에 향후 나노전자소자 개발을 목표로 최근 많은 연구결과들이 보고되고 있다. 하지만 현재는 SWNTs가 고밀도로 합성되기 때문에, 우수한 개별 (individual) SWNT의 전기적 특성보다는 집단적(ensemble) 특성을 얻고 있다. 따라서, 합성기판 위에서 개별적인 SWNT를 낮은 밀도로 수평배향 성장하는 일은 향후 나노튜브기반의 고성능 전자소자 개발에 중요한 과제이다. 나아가, 수평배향 성장 된 개별 SWNT의 직경 및 키랄 특성까지 함께 제어할 수 있다면 곧바로 응용에 적용할 수 있는 획기적인 기술이 될 것이다. 본 연구에서는, SWNTs의 수평배향도 및 직경을 제어하여 성장시키는 것을 목표로 하였다. 합성기판은 퀄츠를 이용하였고, 합성촉매로는 나노입자의 밀도를 비교적 쉽게 제어할 수 있고, 균일한 크기를 갖는 페리틴 단백질을 이용하였다. 단분산(monodispersion) 된 촉매 나노입자를 얻기 위해서 스핀코팅 조건과 페리틴 용액농도를 조절하여 퀄츠기판 위에 분산시킨 후, 아르곤 분위기 하에 열처리를 통하여 촉매 나노입자의 크기 감소를 유도하였다. 그 결과 열처리 시간이 증가함에 따라 촉매 나노입자의 크기가 감소하는 것을 알 수 있었고, SWNTs의 직경 또한 감소하는 것을 확인하였다. 또한 퀄츠기판 위에 직경제어 합성 된 수평배향 SWNTs를 다른 기판으로 전사하는 기술을 확립함으로써, 향후 SWNTs기반의 소자 제작기술의 바탕을 마련하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.136-136
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• 2003

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.245-252
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• 2011

본 연구에서는 탄소나노튜브를 담지체로 사용하여 연료전지용 백금(Pt) 촉매의 고분산, 고담지를 목적으로 하였다. 탄소나노튜브의 표면처리는 열적산화방식으로 전처리하였다. 25, 50, 90 및 $110^{\circ}C$에서 열처리를 하였을 경우, 온도변화에 따른 작용기의 영향을 FT-IR, XPS를 통해 분석하였다. XPS를 통해 전처리의 온도가 증가할수록 작용기의 농도가 증가하는 것을 확인 하였으며, TGA와 TEM을 통해 Pt의 담지량과 분산도 또한 증가한 것을 확인하였다. 산화과정에서 열적거동은 고담지 Pt 촉매의 제조와 밀접한 관련이 있으며, 본 연구에서 제조된 촉매의 고분산, 고담지에 적절한 합성 온도는 $90^{\circ}C$로 관찰되었으며 단위전지에서 가장 좋은 성능을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.873-878
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• 2014

본 연구에서는 박테리아 제거를 위한 완속모래여과에서 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)의 적용성을 검토하기 위해서 전자현미경 분석 및 칼럼 실험을 수행하였다. CNT의 형태적 특성을 분석하기 위하여, 주사전자현미경으로 분석한 결과 CNT는 박테리아 부착이 용이한 섬유형태로 응집되어 있었다. CNT의 충진 두께, pH, 이온강도를 달리하며 칼럼 실험을 수행하였다. CNT의 충진 두께가 1 cm, 3 cm, 5 cm로 증가할수록 박테리아 제거율이 44.15%에서 99.95%로 증가하는 것으로 나타났다. 반면, pH가 5.5에서 8.5로 증가할 경우 정전기적 반발력에 의해 박테리아 제거율이 감소하는 경향을 보였다. 이온강도를 0 mM에서 50 mM로 증가하여 칼럼 실험을 수행한 경우 박테리아 제거율이 97.25%에서 70.90%로 감소하였다. 본 연구를 통해 CNT가 오염된 물에 함유되어 있는 박테리아를 처리하는 완속모래여과에 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제51권5호
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• pp.412-417
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• 2007

DNA를 고정한 탄소나노튜브 페이스트 전극으로 옥시테트라싸이클린 항생제의 분석조건을 연구하였다. 사각 파형 벗김 전압전류법과 순환 전압 전류법을 사용하여 최적조건에서 1-10 ngL?1의 정량 가능 범위에 도달하였다. 벗김법 0.1 mgL?1 농도에서 15번 반복 측정하여 0.068%의 상대표준편차였으며, 벗김법 최적 분석 조건에서 0.4 ngL?1의 검출 한계를 얻었다. 개발된 결과를 양식어류의 세포에서 응용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1209-1215
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• 2010

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 및 카본블랙(CB) 함유량, 대기압 화염 플라즈마(APFP) 처리 그리고 산처리를 함수로 한 고무복합재료의 기계적 특성에 대해 연구하였다. 고무복합재료의 인장강도 및 탄성률은 MWCNT의 함유량 증가에 따라 순수상태 그리고 동일량의 CB가 보강된 상태에 비해 증가하였다. APFP 처리한 MWCNT를 보강한 복합재료는 처리하지 않은 경우에 비해 강화효과(높은 강도, 높은 탄성률 그리고 높은 연성)를 보였다. 반면에 APFP 처리한 CB를 함유한 복합재료는 처리하지 않은 경우에 비해 연화효과(높은 강도, 낮은 탄성률 그리고 높은 연성)를 보였다. 산처리 시간이 1시간에서 2시간으로 증가할수록, 그리고 황산의 농도가 60%에서 90%로 증가할수록 복합재료의 인장강도와 탄성률은 감소하였다. 전체적으로 MWCNT 함유량, CB 함유량, 대기압 화염 플라즈마 처리, 황산 농도 그리고 산처리 시간 등이 고무복합재료의 기계적 특성에 영향을 미치는 중요한 변수임을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.291-292
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• 2014

최근 CNT의 우수한 물리적 성질을 고분자 복합재료의 필러 등으로 이용하고자, CNT를 용액 중에 고분산 시키는 방법에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 용액 중 플라즈마에 의한 방법에 의해 매우 저 농도의 산용액 중에서 CNT표면에 친수화 작용기를 수식하는데 성공하였으며, 이로 인하여 CNT가 순수 중에서 장시간 분산상태를 유지할 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 새물리
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• 제68권11호
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• pp.1167-1172
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• 2018

탄소 나노 튜브는 탄소 원자들이 육각형의 벌집모양으로 서로 연결된 고분자 탄소동소체로 다중벽일 경우 $3000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$, 단일벽일 경우 $6000W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ 정도로 매우 높은 열전도도를 보인다. 본 연구에서는 단일 빔과 이중 빔 방법으로 열렌즈 효과를 이용하여, 1.5 M 다중벽 탄소 나노튜브 분산액의 투과율과 열확산도를 측정하였다. 단일 레이저 빔의 진행방향으로 시료를 움직이는 z-scan 방법을 통해 비선형 광학계수들을 구하고, 이중 레이저 빔을 이용하여 열확산도를 측정하였다. 펌프 빔으로는 파장 532 nm이고 세기가 100 mW인 DPSS (Diode-pumped solid state, DPSS) 레이저를 사용하였고, 프로브빔으로는 파장이 633 nm이며 세기가 5 mW인 He-Ne 레이저를 사용하였다. 실험 결과 농도가 9.99, 11.10, 16.65, 19.98 mM일 때 비선형 흡수계수는 각각 0.046, 0.051, 0.136, 0.169 m/W였다. 또한 비선형 굴절률은 0.20, 0.51, 1.25, $1.32{\times}10^{-11}m^2/W$였고, 열확산도 평균치는 $1.33{\times}10^{-6}m^2/s$이었다.

• 산업융합연구
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• 제21권9호
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• pp.33-39
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• 2023

나노 크기의 물질은 여러 기판에 코팅이 가능하며, 이 소재는 투명하며, 전도성이 있기 때문에 전자소자의 투명전극이나 전원 공급용 전극으로 활용이 가능하다. 본 연구에서는 CNT와 Ag 나노와이어를 실크스크린 기법을 이용하여 반복적으로 코팅하였으며, 5번까지 형성한 샘플을 제작하여, 광학 및 전기 특성을 측정하고, 분석하였다. 실크스크린 코팅된 샘플 표면은 코팅 방향에 의한 자국이 형성되었음을 확인하였으며, 코팅한 횟수에 따른 투과도 및 표면 저항의 경향성을 조사하였다. 코팅 횟수가 늘어남에 따라 투과도 및 표면 저항은 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 투과도의 경우 2번과 5번에서 변화폭이 컸으며, 이러한 변화는 Ag 나노와이어 코팅에 의한 것으로 확인되었다. 또한, 700nm를 기점으로 이전 파장 영역에서는 파장에 따라 증가하는 반면 이상에서는 감소하는 경향을 보였다. 표면 저항은 1번 코팅했을 때 9Ω/cm² 에서 5번 코팅을 진행하였을 때 0.856Ω/cm² 으로 낮아졌다. 투과도와 유사하게 Ag에 의하여 저항값이 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 향후 Ag 나노와이어의 Ag 농도 및 다른 방법으로 코팅하여 투명도가 높은 CNT와의 융합을 통하여 원하는 투명 전극을 구현하여 전자소자에 적용할 필요가 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.576-583
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• 2023

본 연구에서는 전극의 전기 전도도 증대와 젖산 산화반응의 부산물인 과산화수소 생성 완화가 젖산 산화효소 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 유연성 있는 탄소종이 표면을 단일벽 탄소나노튜브로 개질하여 전극의 전기 전도도를 향상시켰다. 카탈라아제를 도입하여 젖산 산화반응에서 발생하는 과산화수소를 제거하였다. 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 탄소종이 전극은 젖산 산화효소만 고정화된 탄소종이 전극보다 1.7배 많은 전류를 생성하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이 표면에 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 전극은 171 µA의 전류를 생산하였는데, 이는 탄소종이 표면에 젖산 산화효소만 고정화된 전극이 생산하는 전류보다 2배 높은 값이다. 최적화된 전극은 젖산 농도가 20 mM까지 선형반응을 보여 센서용 전극으로 사용 가능함을 확인하였다.