• Title/Summary/Keyword: 화학물질의 상호 작용

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효과적인 일함수 조절을 위한 그래핀-고분자의 적층 구조

  • Cha, Myeong-Jun;Kim, Yu-Seok;Jeong, Min-Uk;Song, U-Seok;Jeong, Dae-Seong;Lee, Su-Il;An, Gi-Seok;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.210-210
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    • 2013
  • 그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.

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Simultaneous Application of Platinum-Supported Alumina Catalyst and Ozone Oxidant for Low-temperature Oxidation of Soot (백금담지 알루미나 촉매와 오존 산화제 동시 적용에 의한 탄소 입자상 물질의 저온 산화반응)

  • Lee, Jin Soo;Lee, Dae-Won
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.56 no.5
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    • pp.752-760
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    • 2018
  • The lowering of temperature for combustion of diesel particulate matters (or diesel soot) is one of the important tasks in automotive industry that is searching for a way to meet up "high-fuel efficiency, low-emission" standard. In this study, it was discussed how the use of ozone over platinum-based catalyst promotes a low-temperature soot oxidation occurred at $150^{\circ}C$. The use of platinum catalyst did not increase oxidation rate largely but was very effective in improving the selectivity of carbon dioxide. The pre-oxidation of NO into $NO_2$ using ozone was rather crucial in improving the oxidation rate of soot at $150^{\circ}C$.

Effect of Genistein on the Aryl Hydrocarbon Receptor and Cytochrome P450 1A1 in MCF-7 Human Breast Carcinoma Cells (인체유방암 세포주 MCF-7 세포에서 genistein의 Aryl Hydrocarbon Receptor와 Cytochrome P450 1A1에 대한 영향)

  • Han Eun-Hee;Kim Ji-Young;Jeong Hye-Gwang
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • v.21 no.1 s.52
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    • pp.13-19
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    • 2006
  • 화학적 예방효과가 있는 식물성 에스트로젠은 다양한 환성을 나타내며 여러 세포 수용체와 상호작용한다. Genistein은 isoflavone의 주요물질 중의 하나로 콩류에 존재하며 대표적인 식물성 에스트로젠이다. 본 논문에서는 유방암 세포주인 MCF-7에서 aryl hydrocarbon receptor(AhR)에 의해 매개되는 발암물질 활성화 경로에 대한 genistein의 영향을 살펴보았다. 세포에 genistein을 처리할 경우 cytochrome P450 1A1(CYP1A1) 약물대사효소의 특이적인 효소반응인 7-ethoxyresorufin O-deethylase (EROD) 활성도와 CYP1A1의 유전자 발현이 genistein의 농도 의존적으로 증가하였다. Genistein과 발암물질인 방향족탄화 수소 7, 12-dimethylbenz[a]anthracene(DMBA)를 동시 처리하였을 경우 DMBA에 의해 유도되어 증가된 EROD활성도와 CYP1A1의 유전자 발현이 genistein에 의해 감소하였다. 랫트의 간에서 분리한 세포질을 이용하여 genistein과 AhR의 대표적인 ligand인 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin과 경쟁적 결합에 대한 영향을 조사한 결과 genistein이 AhR에 경쟁적으로 결합함을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 genistein이 천연 AhR ligand임을 암시한다. 따라서, 식물성 에스트로젠인 genistein은 AhR경로의 길항제/항진제로 작용할 수 있을 것으로 사료된다.

1,3-bisdicyanovinylindane 색소를 이용한 선택적 $Hg^{2+}$ 감지 특성

  • Kim, Su-Ho;Kim, Young-Sung;Kim, Sung-Hoon;Son, Young-A
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.19-20
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    • 2009
  • 최근 화학, 물리, 생명과학, 전기, 전자등의 다양한 분야에 활발하게 연구가 이루어지고 있는 초분자 화학은 선택적 분자인지를 위한 효율적인 골격구조와 나아가 다양한 계에 응용할 수 있다. 초분자 화학의 분자인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 비공유 결합성 상호작용에 의하여 이루어지는 초분자 화학의 분자 인지 과정의 특징은 일반적으로 수용체 (receptor 혹은 host)가 목표가 되는 기질 (substrate, analyte, 혹은 guest)에 대하여 선택적으로 식별하고 반응하는 것이다. 이는 공유결합을 이용하는 분자화학과는 차별화 된 것이다. 수용체는 간단한 구조의 화합물 및 금속 이온들과 같은 기질과 가역적으로 상호 작용할 수 있는 착물을 형성한다. 최근들어 급격한 산업화가 진행되어 환경문제가 심각하게 대두 되어져 왔고, 그 중에서 특히 수은이나 카드뮴에 의한 질병, 납에 의한 중독 등 중금속에 의한 오염이 크게 나타남에도 불구하고, 현재 그러한 중금속을 검출함에 있어 많은 비용과 시간이 드는 문제점이 있다. 또한 우리에게 이로운 금속은 효율적 분석을 통해 환경계와 의료계에 많은 도움을 줄 것으로 사례되므로 화학센서 기술의 개발은 절실히 요구되어지고 있다. 이에 새로운 1,3-bisdicyanovinylindane 을 통해 $Hg^{2+}$ 금속의 감지 여부 알아보고, 그 특성을 파악하고자 한다. 1,3-indandion (2.18g, 14.9mmol), malononitrile (2.95g, 44.7mmol), ethanol 50ml를 20분간 상온에서 용해시킨다. 후에 sodium trihydrate acetate(3.05g)을 첨가한 후 5시간 동안 환류반응 시킨다. 이 과정에서 얻어진 용액을 필터과정을 통하여 에서 합성 반응 중에 생성된 불순물(1,3-dicyanovinylindane-1-one, monocondensation)을 제거한다. 필터과정을 통해 걸러진 미 반응 물질을 제�G 용반응욕액을 증류수(100ml)를 이용하여 희석시키고 난 후 염산을 이용, 산성화 시켜 고체 생성물을 얻어낸다. 이렇게 생성된 고체 생성물은 다시 필터 및 건조를 통하여 회색의 고체 화합물을 얻어낸다. 1,3-bisdicyanovinylindane과 금속이온에 대한 감응도를 확인하기 위하여 metanol/water(1:2)을 용매로 하여 금속이온의 농도를 변화시켜 발색특성을 살펴보았다. 본 색소화합물과 Hg2+에 대한 UV 흡광도 변화 적정결과와 그 화합물의 상태 살펴본 결과 금속이온이 0.2ml씩 더 참가되면서 색의 변화를 뚜렷하게 나타내었다. 반면 그 밖에 이온($Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$, $Zn^2$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Pb^{2+}$)은 UV 흡광도 변화가 적거나 변화 자체가 없었다. 하지만 과량의 $Fe^{3+}$, $Ag^{2+}$, $Pd^{2+}$는 색상 변화를 나타내었으며,이와 같은 흡광도 변화는 금속에 따라 약간의 차이가 있지만, 420nm를 등흡수점으로 하여, 580nm의 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기는 감소하는 반면 400nm 파장 영역에 있는 흡수 밴드의 세기가 증가하였다. 1,3-bisdicyanovinylindane 화합물은 다양한 생물계 및 환경계에서 요구되는 micro mol에서 milli mol 농도 영역의 $Hg^{2+}$ 이온의 선택적이고 민감한 검출과 정량적인 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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Effect of Organic Melecular Weight and Functional Group on Membrane Fouling (막오염에 미치는 유기물 분자량 분포특성 및 화학적 구조특성)

  • Jung, Chul-Woo;Son, Hee-Jong;Shin, Hyun-Sool;Sohn, In-Shik
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.45 no.6
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    • pp.669-676
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    • 2007
  • The raw water was fractionated into hydrophobic (HPO), transphilic (TPI), and hydrophilic portions (HPI) using XAD resins. The raw water DOC contains 39% of hydrophilics, 43% of hydrophobics, and 18% of transphilics. When fractionated NOM (natural organic matter) was passed through hydrophilic membrane with 100 kDa, hydrophobic portion (HPO) caused the most fouling and hydrophilic portion (HPI) caused the least fouling. This could be related to size and adsorption capability of organics. Small sized organics would pass through membrane pores, but large sized organics would be attracted to either membrane pores or surface, which led to the fouling. An effect of membrane pore size on membrane fouling is related to the availability of organics at membrane pores. As the pore size became larger, the more organics were transported into the membrane pore. Some organics caused pore blocking, and others caused pore adsorption, which resulted in membrane fouling. Membrane material is also important for membrane fouling. More fouling occurred at hydrophobic membrane than hydrophilic membrane regardless of its pore size. Hydrophobic interaction caused more fouling at hydrophobic membrane.

Integration of immunohistochemical reactions into Electrochemical and Optical Analyses of Biochips (면역 조직화학 반응이 통합된 바이오칩의 전기화학 및 광학적 분석)

  • Choi Hyoung Gil;Hong Eun Kyoung;Lee Seung-Won;Yoon Hyun C.
    • KSBB Journal
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    • v.20 no.2 s.91
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    • pp.123-128
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    • 2005
  • We have addressed two important issues of immunosensing biochips, including the construction of antibody functionalized suface for efficient affinity reactions and the development of a signal registration strategy that converts biospecific reactions into highly quantifiable electrochemical and/or optical signals. The developed immunoassay reaction is an integrated version of enzyme-mediated immunoprecipitaion reaction, which is widely used in immunohistochemistry, and electrochemical signaling reaction. For the evaluation of analytical performance of fabricated immunosensing biochips, signaling for mouse IgG in antiserum was conducted. Applications of the developed strategy have been found for the evaluation of histology chemicals and for the signal amplification for array-type biochip analysis.

The Significance and Management of Hyporheic Zone (지표수-지하수 혼합대 의의와 관리 필요성)

  • Ko, Dongwoo;Lee, Namjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.283-283
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    • 2021
  • 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 경계부로써 1) 수문학적 관점에서는 하도와 하상간의 물교환이 이루어지는 공간으로 다양한 물리적·화학적 작용이 발생, 2) 생지화학적인 관점에서는 하상 간극수 흐름에 의한 전이대(ecotone)를 형성하여 용존산소·영양물질·용존유기탄소의 이동뿐만이 아니라 지하수로부터 열에너지·무기염류의 공급을 유도하면서 높은 생지화학적 활동과 변환을 야기하는 산화·환원 반응구역, 3) 생태적인 관점에서는 저서생물과 지하 유기체종을 특징으로 하는 서식지이나 잠재적인 레퓨지움(refugium) 등의 관점에서 해석될 수 있다. 국내 하천환경의 생태학적 지속가능성을 위한 지표수-지하수 혼합대 관리에 대한 중요성이 점차 증대되고 있지만 우리나라는 여전히 지하수의 이용 및 보전과 지하수의 안정적인 수량·수질 확보를 목표로 관리를 추진하고 있다. 따라서, 실질적인 지표수-지하수 혼합대에서 발생하는 다양한 현상의 이해나 관리방안에 관한 연구는 아직 미비한 상황이다. 지표수-지하수 혼합대에 관한 보고서, 논문 등을 종합하여 혼합대의 영향인자를 살펴보면 1) 수리수문 특성에는 수리전도도·하천 수위·하천 유속·하천수 수온, 2) 수질 특성에는 유기오염물질·영양염류, 3) 수생태 특성에는 대형무척추동물 등으로 분류할 수 있다. 지금까지 단일 연구분야의 접근방법으로 다양한 현장측정기법 및 모델링을 통한 혼합대 연구가 수행되고 있지만, 혼합대가 가지는 환경적 중요성에 대한 이해와 인식이 부족하고, 혼합대 내부에서 발생하는 복합적인 프로세스로 인해 전문가들조차 연구에 어려움을 가질 것이다. 지표수-지하수 혼합대의 효율적인 관리를 위해서는 수리수문·수질·수생태 등 다양한 시각에서 접근하여 학제간 융합연구를 통해 기초 데이터를 상호교환하고, 기존의 혼합대 조사에 부족한 부분을 해결할 필요가 있다. 향후 하천 기저유출 및 혼합대 기초자료 구축, 혼합대 흐름 정량화, 하천복원사업에 의한 혼합대 영향 규명 등의 연구를 수행함으로써 혼합대를 체계적으로 관리할 수 있는 기술 방안을 제시할 필요가 있다.

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Photoelectron Spectroscopic Investigation of Ag and Au Deposited Amorphous In-Ga-Zn-O Thin Film Surface

  • Gang, Se-Jun;Baek, Jae-Yun;Sin, Hyeon-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.338.2-338.2
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    • 2014
  • 투명반도체산화물은 우수한 광학적, 전기적 특성을 가지고 있기 때문에 차세대 박막트랜지스터의 채널층으로 각광을 받고 있다. 특히, 그 중에서도 a-IGZO를 이용한 TFT는 높은 가시광선 투과율(>80%)과 큰 전하이동도(>10 cm2/Vs) 를 갖는 등 좋은 광학적, 전기적 특성을 갖기 때문에 많은 연구가 이루어졌다. 여러 연구들에 의하면, a-IGZO TFT는 소스/드레인의 전극으로 어떤 물질을 사용하는지에 따라서 동작특성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일반적으로, a-IGZO 박막은 n형 반도체로써 일함수가 작은 금속과는 ohmic contact를 형성하고, 일함수가 큰 금속과는 Schottky barrier를 형성한다고 알려져 있다. 이와 관련된 대부분의 이전의 연구들에서는 각각의 전극물질에 따라 전기적인 특성변화에 초점을 맞춰서 연구하였다. 본 연구에서는 일함수가 작은 Ag와 일함수가 큰 Au를 a-IGZO의 박막 위에 얇게 증착하면서 이에 따른 고분해능 광전자분광(high-resolution x-ray photoelectron spectroscopy) 정보의 변화를 분석함으로써, 금속의 증착에 따른 금속층과 a-IGZO 표면 및 계면에서의 화학적 상태의 변화를 연구하였다. Au 4f, Ag 3d는 metallic property를 나타내기 이전까지는 lower binding energy(BE) 쪽으로 shift하였으며, In 3d 또한 lower BE 성분이 크게 증가하였다. O 1s, Ga 3d, Zn 3d들은 상대적으로 적은 변화를 나타내었는데, 이는 Ag, Au가 In과 상대적으로 더 많이 상호작용한다는 것을 의미한다. 본 발표에서는 이들 core level의 정보들과, 가전자대의 분광정보, 그리고 band bending의 정보가 제시될 것이며, 이 정보들은 metal 증착에 따른 contact 특성을 이해하는데 기여할 것으로 기대한다.

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Numerical simulation on propagation of hydrocarbon flame in a deformable tube (변형하는 가스 이송관 내에서 전파하는 탄화수소화염의 수치 해석 모델링)

  • Gwak, Min-Cheol;Yoh, Jai-Ick
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.304-308
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    • 2012
  • This paper presents a numerical investigation on propagation of hydrocarbon (ethylene-air mixture) detonation in a deformable copper tube. In this study, we deal with interactions of multi-materials, gas and solid. In gas phase, the model consists of the reactive compressible Navier-Stokes equations and one step chemical reaction. Also we use Inviscid Euler equations in solid. In order to the interface tracking and the determination of boundary values, our model handle level-set and ghost fluid method. Through the numerical simulation results, we identify generations of expansion waves and interferences by the wall deformation. In addition, we predict the minimum copper tube thickness that ensures safety under an incident detonation.

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Seismic Fragility Assessment of Liquid Storage Tanks by Finite Element Reliability Analysis (유한요소 신뢰성 해석을 통한 액체저장탱크의 지진 취약도 평가)

  • Lee, Sangmok;Lee, Young-Joo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.4
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    • pp.718-725
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    • 2017
  • A liquid storage tank is one of the most important structures in industrial complexes dealing with chemicals, and its structural damage due to an earthquake may cause a disastrous event such as the leakage of hazardous materials, fire, and explosion. It is thus essential to assess the seismic fragility of liquid storage tanks and prepare for seismic events in advance. When a liquid storage tank is oscillated by a seismic load, the hydrodynamic pressure caused by the liquid-structure interaction increases the stress and causes structural damage to the tank. Meanwhile, the seismic fragility of the structure can be estimated by considering the various sources of uncertainty and calculating the failure probabilities in a given limiting state. To accurately evaluate the seismic fragility of liquid storage tanks, a sophisticated finite element analysis is required during their reliability analysis. Therefore, in this study, FERUM-ABAQUS, a recently-developed computational platform integrated with commercial finite element and reliability analysis software packages, is introduced to perform the finite element reliability analysis and calculate the failure probability of a liquid storage tank subjected to a seismic load. FERUM-ABAUS allows for automatic data exchange between these two software packages and for the efficient seismic fragility assessment of a structure. Using this computational platform, the seismic fragility curve of a liquid storage tank is successfully obtained.