• Interdisciplinary Bio Central
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• 제4권3호
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• pp.9.1-9.7
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• 2012

Filamentous phages have been in the limelight as a new type of nanomaterial. In this study, genetically and chemically modified fd phage was used to generate a biomimetic phage self-assembly product. Positively charged fd phage (p8-SSG) was engineered by conjugating 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) to hydroxyl groups of two serine amino acid residues introduced at the N-terminus of major coat protein, p8. In particular, formation of a phage network was controlled by changing mixed ratios between wild type fd phage and APTES conjugated fd-SSG phage. Assembled phages showed unique bundle and network like structures. The bacteriophage based self-assembly approach illustrated in this study might contribute to the design of three dimensional microporous structures. In this work, we demonstrated that the positively charged APTES conjugated fd-SSG phages can assemble into microstructures when they are exposed to negatively charged wild-type fd phages through electrostatic interaction. In summary, since we can control the phage self-assembly process in order to obtain bundle or network like structures and since they can be functionalized by means of chemical or genetic modifications, bacteriophages are good candidates for use as bio-compatible scaffolds. Such new type of phage-based artificial 3D architectures can be applied in tuning of cellular structures and functions for tissue engineering studies.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권11호
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• pp.1156-1160
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• 1998

Alternating multilayer films of a cationic bipolar amphiphile and an anionic polyelectrolyte were prepared by a self-assembly method based on electrostatic attraction between opposite charges. The bipolar amphiphile contains an azobenzene unit in order to allow for a trans-cis photoisomerization to take place. Optical birefringence or dichroism was induced in the self-assembled film upon linearly polarized light irradiation. This dichroism could be reversibly written and erased by irradiation with light of an appropriate wavelength.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.1-3
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• 2002

고분자전해질의 교대흡착을 통하여 고분자 박막을 제조하는 기법은 고분자 자기조립 (polymer self-assembly)의 새롭고 다양한 분야에 응용될 수 있는 방법이다. 전하를 갖는 여러 종류의 고분자가 이 방법에 사용되어질 수 있으며, 여기에는 일반적으로 알려진 고분자전해질뿐만 아니라, 복잡한 구조의 기능단을 갖는 고분자전해질, DNA와 단백질과 같은 생체고분자 등이 포함되어 있다. (중략)

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권5호
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• pp.591-598
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• 2018

The reaction characteristics of aluminum-copper(II) oxide composites initiated by the electrostatic discharge were studied as changing the aluminum particle size. Three different sizes of aluminum particles with nano-size copper(II)-oxide particle were used in the study. These composites were manufactured by two methods i.e. a shock-gel method and a self-assembly method. The larger aluminum particle size was, the less sensitive and less violent these composites were based on the electrostatic test. On the analysis of high speed camera about ignition appearances and burning time, the burning speed was faster when aluminum particle size was smaller.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.10.2-10.2
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• 2011

The design and synthesis of protein-like polymers is a fundamental challenge in materials science. A biomimetic approach is to explore the impact of monomer sequence on non-natural polymer structure and function. We present the aqueous self-assembly of two peptoid polymers into extremely thin two-dimensional (2D) crystalline sheets directed by periodic amphiphilicity, electrostatic recognition and aromatic interactions. Peptoids are sequence-specific, oligo-N-substituted glycine polymers designed to mimic the structure and functionality of proteins. Mixing a 1:1 ratio of two oppositely charged peptoid 36 mers of a specific sequence in aqueous solution results in the formation of giant, free-floating sheets with only 2.7 nm thickness. Direct visualization of aligned individual peptoid chains in the sheet structure was achieved using aberration-corrected transmission electron microscopy. Specific binding of a protein to ligand-functionalized sheets was also demonstrated. The synthetic flexibility and biocompatibility of peptoids provide a flexible and robust platform for integrating functionality into defined 2D nanostructures. In the later part of my talk, we describe the use of metal ions to construct two-dimensional hybrid films that have the ability to self-heal. Incubation of biomimetic peptoid polymers with specific divalent metal ions results in the spontaneous formation of uniform multilayers at the air-water interface. We anticipate that ease of synthesis and transfer of these two-dimensional materials may have many potential applications in catalysis, gas storage and sensing, optics, nanomaterial synthesis, and environmentally responsive scaffolds.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.262-268
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• 2024

본 연구에서는 고성능 리튬이온전지용 음극 소재로써 2차원 구조의 티타늄 카바이드(MXene)와 나노 실리콘의 정전기적 결합을 통한 MXene/Si 음극 복합소재를 제조하였다. LiF/HCl을 이용하여 Ti₃AlC₂ MAX를 에칭해 Ti₃C₂T_x MXene을 제조하였으며, 정전기적 결합을 형성하기 위해 나노 실리콘의 표면을 CTAB (Cetyltrimethylammonium bromide)을 활용하여 양전하로 대전하였다. MXene/Si 음극 복합소재는 제조된 MXene과 대전 된 실리콘의 간단한 혼합 공정을 통해 성공적으로 제조되었다. 제조된 복합소재의 물리적 특성과 전기화학적 특성을 MXene과 실리콘의 조성비에 따라 조사하였으며, 전극의 안정성을 평가하기 위해 충·방전 사이클 후의 전극 표면을 분석하였다. MXene/Si 복합소재는 MXene 대비 실리콘 조성 비율이 2, 3 및 4로 증가할수록 1962.9, 2395.2 및 2504.3 mAh/g의 높은 초기 방전용량을 나타내었다. MXene과 실리콘 조성비가 1 : 4인 MXene/Si-4는 100 사이클에서 1387.5 mAh/g의 가역 용량과 74.5%의 용량 유지율을 나타내었으며, 4.0 C의 높은 율속에서도 700.5 mAh/g으로 높은 용량을 발현하였다. 이러한 결과를 통해 정전기적 결합으로 제조된 MXene/Si 복합소재는 고성능 리튬이온배터리용 음극소재로 적용 될 수 있다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.371-377
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• 2022

마찰대전 나노발전기(triboelectric nanogenerator, TENG) 장치는 최근 몇 십여년 동안 많은 관심을 불러일으켰다. 주변에서 버려지는 에너지 중 기계적 에너지를 수확하는 기술 중 하나인 TENG 기술은 정전기 유도 및 마찰 대전의 이중 효과로 얻어진다. 특히, 나노 로봇이나 마이크로 전자기계 장치와 같은 초소형 전자 장치의 급속한 발전으로 초박막 장치에 대한 수요가 크게 증가했다. TENG 기술의 급속한 성장과 함께 높은 전기 출력 성능과 저렴한 제조 기술을 갖춘 적절한 마찰대전 재료를 선택하는 것은 지속 가능한 나노발전기 작동에 필수적이다. 최근 이러한 문제를 극복하기 위한 하나의 방법으로 다층박막적층법 (혹은 층상자기조립법, layer-by-layer (LbL)self-assembly technique)이 고려되고 있다. 이 LbL 자기조립 기술은 TENG의 성능 향상 및 응용 분야에서 두께 문제를 성공적으로 극복할 뿐만 아니라 저비용, 친환경 공정을 제시했으며 대규모 생산에 사용할 수 있다. 본 리뷰에서는 TENG 장치를 위한 LbL 기반의 소재 개발에 있어 최근의 연구들을 검토하였으며, 현재까지 검토된 에너지 수확 장치 분야에서의 잠재력을 살펴보았다. LbL 기술을 적용하여 제작한 TENG 장치의 이점에 대해 논의하고, 마지막으로 다양한 초박형 TENG 구현을 위한 본 제작 기술의 방향과 관점을 간략하게 제시하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권2호
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• pp.101-105
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• 2006

Nanoscale floating-gate characteristic of colloidal Au nanoparticles electrostatically assembled on the oxidized surface of Si nanowires have been investigated. The Si nanowire split-gate transistor structure was fabricated by electron beam lithography and subsequent reactive ion etching. Colloidal Au nanoparticles with ${\sim}5$ nm diameters were selectively deposited onto the Si nanowire surface by 2 min electrophoresis. It was found that electric fields applied to the self-aligned split side gates allowed charge to be transferred on the Au nanoparticles. It was observed that the depletion mode cutoff voltage, induced by the self-aligned side gates, was shifted by more than 1 V after Au nanoparticle electrophoresis. This may be due to the semi-one dimensional nature of the narrow Si nanowire transport channel, having much enhanced sensitivity to charges on the surface.

• 전기화학회지
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• 제2권1호
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• pp.31-37
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• 1999

구리이온을 함유하는 효소인 laccase(Rhus vernicifera)를 self-assembly technique을 이용하여 금전극 표면에 고정시킨 후 표면의 특성을 관찰하고 반응을 살펴보았다. laccase는 diphenol, diamine등을 산소에 의해 산화시킬 수 있는 oxidoreductase이다. 이 경우 산소는 peroxide나 superoxide 등의 중간체 생성없이 물까지 직접 4전자 환원이 일어난다. $\beta-mercaptopropionate$를 이용하여 금전극 표면에 음전하를 띤 self-assembled monolayer를 형성시킨 후, 중성용액에서 양 전하를 띤 laccase(pI=9)를 정전기적 인력에 의해 고정시킨 후, 순환 전압-전류법에 의한 실험으로 전극표면에 고정되었음을 확인하였다. 또한, 낮은 주사속도에서 흐른 전하량으로부터 surface coverage를 계산하여 전극표면에 효소가 monolayer로 덮여 있음을 확인하였다. laccase가 고정된 전극을 laccase의 기질인 ABTS(2,2-azino-bis-(3-ethylbenzthioline-6-sulfonic acid) 용액에 담그면 ABTS가 산화되는 것으로부터 고정된 laccase가 활성을 가지고 있음을 확인하였고, 그 효소효과는 $4^{\circ}C$에서 $2\~3$일 동안 지속됨을 관찰하였다. 앞서 구한 surface coverage로부터 고정된 효소의 양을 알 수 있어서, 표면에 고정된 laccase가용액상의 laccase에 비하여 $10\~15\%$정도만의 효소효과를 유지하고 있음을 알 수 있었다. 또한, laccase의 산소의 전기화학적 환원 촉매로서의 역할에 대하여 용액상에서와 전극표면에 고정시켰을 경우에 비교하여 보았는데, 두 경우 다 전자전달체가 없이는 산소환원의 촉매로 작용하지 않고, $Fe(CN)_6^{3-}$를 전자전달체로 사용한 경우에 산소환원의 촉매로 작용함을 알 수 있었다. 이러한 산소환원촉매로서의 역할이 laccase로부터 기인한다는 것은 억제제인 azide를 이용한 실험으로 다시 한 번 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.81-90
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• 2010

층과 층 사이의 정전기적인력, 수소결합 또는 공유결합을 이용하여 층당 두께를 수 옹스트롱에서부터 수십 나노미터까지 제조할 수 있으며 박막의 표면 형태를 흡착시키고자 하는 물질 및 박막 후처리 공정을 통해 제어할 수 있으며 더 나아가, 삽입하는 물질의 특성에 따라 박막의 기능성을 집적화 및 다양화시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 층상자기조립방법의 특성을 이용하여 반사방지막, 초소수성 필름 및 전기화학센서로의 응용가능성을 제시하였다. 반사방지막의 경우, 구형의 블록공중합체를 유리기판 위에 다층박막으로 적층시킴으로써 박막 굴절률을 1.25까지 감소시켰고 이를 통해 약 99.5%의 빛 투과도를 달성할 수 있었다. 더 나아가 바이오물질인 엔자임을 다층박막에 삽입시킬 경우, 활성 산소를 분해시키는 전기화학센서로의 제조가 가능함을 보인다. 본 연구는 본인이 이미 발표한 논문(J. Am. Chem. Soc. 128, 9935 (2006); Adv. Mater. 19, 4364 (2007); Electro. Mater. Lett. 3, 163 (2007))들을 정리하여 층상자기조립법에 관해 소개하는 논문이다.