• 제목/요약/키워드: Hydrogen Diffusion

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Oil-prepolymer 계면에서의 수소이온 확산을 통한 마이크로 플루이딕 칩 기반의 alginate hollow tube 제조 (Production of alginate hollow tube by diffusion of hydrogen ions at oil-prepolymer interface using a microfluidic chip)

  • 이재선;;;이내윤
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.109-109
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    • 2017
  • 알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.

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평행류와 Interdigitated 유로를 가진 교분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 성능특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Performance Characteristics of PEMFC with Parallel and Interdigitated Flow Channel)

  • 이필형;조선아;최성훈;황상순
    • 전기화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.170-177
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    • 2006
  • 고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$$O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.

H2S제거를 위한 아연계 탈황제 제조 및 반응특성 연구 (A Study on Preparation and Reactivity of Zinc-based Sorbents for H2S Removal)

  • 이창민;윤여일;김성현
    • 공업화학
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    • 제10권2호
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    • pp.183-189
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    • 1999
  • $H_2S$를 제거를 위한 아연계 복합금속산화물 탈황제를 제조하고 반응특성을 연구하였다. 최적 황화반응 온도인 $650^{\circ}C$의 고정층에서 탈황-재생의 연속 cycle에 따른 반응성을 관찰하였다. 내마모성 향상을 위한 구형입자의 탈황제를 제조하기 위해 Granulation방법을 이용하였다. XRD와 XPS분석에 의해 zinc titanate결정생성을 확인하였고 소성조건에 따른 탈황제의 특성을 분석하기 위해 mercury porosimetry와 BET분석을 행하였다. Cycle이 증가함에 따라 고온에서의 zinc loss와 sintering, cracking, 그리고 spalling에 의한 탈황제의 확산저항의 증가로 인해 반응성은 떨어졌다.

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여러 가지 pH 수용액에서 Bis-Cobalt Phenylporphyrin 유도체들에 의한 산소의 전극 촉매적 환원 (The Electrocatalytic Reduction of Oxygen by Bis-Cobalt Phenylporphyrins in Various pH Solutions)

  • 최용국;조기형;박종기
    • 대한화학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.735-743
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    • 1993
  • Cofacial bis-cobalt tetraphenylporphyrin(Co-TPP) 유도체 화합물들이 수식된 유리질 탄소 전극과 carbon microelectrode을 작업 전극으로 사용하여 여러가지 pH 용액에서 순환 전압전류법 및 시간 전류법에 의해 산소의 환원반응을 조사하였다. 산성용액에서 monomer인 cobalt tetraphenylporphyrin 화합물이 수식된 전극에서 산소의 환원반응경로는 중간 생성물인 H$_2$O$_2$로 가는 2전자 반응으로, dimer인 cofacial bis-cobalt tetraphenylporphyrin 유도체 화합물들이 수식된 전극에서는 최종 생성물인 H$_2$O로 가는 4전자 반응으로 진행되었다. 이와 같은 산소의 환원반응은 전체적으로 비가역적이며 확산지배적인 반응으로 주어졌다. pH 변화에 따른 산소의 환원전위는 pH 13에서 pH 4 까지는 직선관계가 성립하였으나 강한 산성용액에서는 이들 관계가 성립하지 않았다. 산성용액에서 산소의 환원전위는 알몸 유리질 탄소전극에서 보다 monomer Co-TPP 화합물이 수식된 유리질 탄소전극에서는 400 mV만큼, dimer Co-TPP 화합물이 수식된 전극에서는 750 mV 만큼 더 양전위 방향으로 이동되었다.

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생활치 표백술 후 수종의 자유 산소기 제거제 처리가 복합 레진-법랑질 전단 접착 강도 및 파절 양상에 미치는 영향 (THE EFFECT OF REMOVAL OF RESIDUAL PEROXIDE ON THE SHEAR BOND STRENGTH AND THE FRACTURE MODE OF COMPOSITE RESIN-ENAMEL AFTER TOOTH BLEACHING)

  • 임경란;금기연;김애리;장수미
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권5호
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    • pp.399-408
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    • 2001
  • Tooth bleaching has been prevailing recently for its ability to recover the color and shape of natural teeth without reduction of tooth material. However, it has been reported that bleaching procedure adversely affects the adhesive bond strength of composite resin to tooth. At the same time the bond strength was reported to be regained by application of some chemical agents. The purpose of this in vitro study was to investigate the effect of the removal of residual peroxide on the composite- enamel adhesion and also evaluated fracture mode between resin and enamel after bleaching. Sixty extracted human anterior and premolars teeth were divided into 5 groups and bleached by combined technique using of office bleaching with 35 % hydrogen peroxide and matrix bleaching with 10% carbamide peroxide for 4 weeks. After bleaching, the labial surfaces of each tooth were treated with catalase, 70% ethyl alcohol, distilled water and filled with composite resin. Shear bond strength was tested and the fractured surfaces were also examined with SEM. Analysis revealed significantly higher bond strength values. (p<0.05) for catalase-treated specimens, but water-treated specimens showed reduction of bond strength, alcohol- treated specimens had medium value between the two groups(p<0.05). The fracture mode was shown that the catalase group and the alcohol group had cohesive failure but the water sprayed group had adhesive failure. It was concluded that the peroxide residues in tooth after bleaching seems to be removed by gradual diffusion and the free radical oxygen from peroxide prevents polymerization by combining catalyst in the resin monomer. Therefore it may be possible to eliminate the adverse effect on the adhesion of composite resin to enamel after bleaching by using water displacement solution or dentin bonding agent including it for effective removal of residual peroxide.

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Effects of Electrostatic Discharge Stress on Current-Voltage and Reverse Recovery Time of Fast Power Diode

  • Bouangeune, Daoheung;Choi, Sang-Sik;Cho, Deok-Ho;Shim, Kyu-Hwan;Chang, Sung-Yong;Leem, See-Jong;Choi, Chel-Jong
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권4호
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    • pp.495-502
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    • 2014
  • Fast recovery diodes (FRDs) were developed using the $p^{{+}{+}}/n^-/n^{{+}{+}}$ epitaxial layers grown by low temperature epitaxy technology. We investigated the effect of electrostatic discharge (ESD) stresses on their electrical and switching properties using current-voltage (I-V) and reverse recovery time analyses. The FRDs presented a high breakdown voltage, >450 V, and a low reverse leakage current, < $10^{-9}$ A. From the temperature dependence of thermal activation energy, the reverse leakage current was dominated by thermal generation-recombination and diffusion, respectively, at low and high temperature regions. By virtue of the abrupt junction and the Pt drive-in for the controlling of carrier lifetime, the soft reverse recovery behavior could be obtained along with a well-controlled reverse recovery time of 21.12 ns. The FRDs exhibited excellent ESD robustness with negligible degradations in the I-V and the reverse recovery characteristics up to ${\pm}5.5$ kV of HBM and ${\pm}3.5$ kV of IEC61000-4-2 shocks. Likewise, transmission line pulse (TLP) analysis reveals that the FRDs can handle the maximum peak pulse current, $I_{pp,max}$, up to 30 A in the forward mode and down to - 24 A in the reverse mode. The robust ESD property can improve the long term reliability of various power applications such as automobile and switching mode power supply.

A Review on the Photochemical Oxidant Modeling as Applied to Air Quality Studies in Complex Terrain

  • Lee Hwa-Woon;Kim Yoo-Keun;Won Gyeong-Mee;Park Jong-Kil
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제1권1호
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    • pp.19-33
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    • 1997
  • The high oxidants, which occur the daily maximum concentrations in the afternoon, are transported into the other region via long range transport mechanisms or trapped within the shallow mixing boundary layer and then removed physically (deposition, transport by mountain wind, etc.) and chemically (reaction with local sources). Therefore, modeling formation of photochemical oxidants requires a complex description of both chemical and meteorological processes. In this study, as a part of air quality studies, we reviewed various aspects of photochemical modeling on the basis of currently available literature. The result of the review shows that the model is based on a set of coupled continuity equations describing advection, diffusion, transport, deposition, chemistry, emission. Also photochemical oxidant models require a large amount of input data concerned with all aspects of the ozone life cycle. First, emission inventories of hydrocarbon and nitrogen oxides, with appropriate spatial and temporal resolution. Second, chemical and photochemical data allowing the quantitative description of the formation of ozone and other photochemically-generated secondary pollutants. Third, dry deposition mechanisms particularly for ozone, PAN and hydrogen peroxide to account for their removal by absorption on the ground, crops, natural vegetation, man-made and water surfaces. Finally, meteorological data describing the transport of primary pollutants away from their sources and of secondary pollutants towards the sensitive receptors where environmental damage may occur. In order to improve our present study, shortcomings and limitation of existing models are pointed out and verification process through observation is emphasized.

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알칼리 수용액에서 Bis-Cobalt Phenylporphyrin 유도체들에 의한 산소의 전극 촉매적 환원 (The Electrocatalytic Reduction of Dioxygen by Bis-Cobalt Phenylporphyrins in Alkaline Solution)

  • 최용국;문현주;전승원;조기형
    • 대한화학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.462-469
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    • 1993
  • Cofacial bis-cobalt tetraphenylporphyrin 유도체 화합물들이 수식된 유리질 탄소 전극과 microelectrode에서 순환 전압 전류법 및 시간 전류법에 의해 산소의 환원 반응을 조사하였다. Microelectrode를 사용하여 시간-전류법에 의해 얻은 전자수 n값들은 유리질 탄소 전극을 사용하여 순환 전압 전류법들에 의해 얻은 결과들과 다소 다른 값으로 나타났다. 알카리성 용액에서 monomer인 cobalt tetraphenylporphyrin 화합물이 수식된 전극에서 산소의 호나원 반응 경로는 중간 생성물인 $H_2O_2$로 가는 2 전자반응으로 진행되었고, dimer인 cofacial bis-cobalt tetraphenylporphyrin 유도체 화합물들이 수식된 전극에서는 최종 생성물인 $H_2O$로 가는 4 전자 반응으로 진행되었다. 이와 같은 산소의 환원 반응은 전체적으로 비가역적으로 확산 지배적인 반응으로 주어졌다.

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Silicon Nitride Layer Deposited at Low Temperature for Multicrystalline Solar Cell Application

  • Karunagaran, B.;Yoo, J.S.;Kim, D.Y.;Kim, Kyung-Hae;Dhungel, S.K.;Mangalaraj, D.;Yi, Jun-Sin
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.276-279
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    • 2004
  • Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of silicon nitride (SiN) is a proven technique for obtaining layers that meet the needs of surface passivation and anti-reflection coating. In addition, the deposition process appears to provoke bulk passivation as well due to diffusion of atomic hydrogen. This bulk passivation is an important advantage of PECVD deposition when compared to the conventional CVD techniques. A further advantage of PECVD is that the process takes place at a relatively low temperature of 300t, keeping the total thermal budget of the cell processing to a minimum. In this work SiN deposition was performed using a horizontal PECVD reactor system consisting of a long horizontal quartz tube that was radiantly heated. Special and long rectangular graphite plates served as both the electrodes to establish the plasma and holders of the wafers. The electrode configuration was designed to provide a uniform plasma environment for each wafer and to ensure the film uniformity. These horizontally oriented graphite electrodes were stacked parallel to one another, side by side, with alternating plates serving as power and ground electrodes for the RF power supply. The plasma was formed in the space between each pair of plates. Also this paper deals with the fabrication of multicrystalline silicon solar cells with PECVD SiN layers combined with high-throughput screen printing and RTP firing. Using this sequence we were able to obtain solar cells with an efficiency of 14% for polished multi crystalline Si wafers of size 125 m square.

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고체 슈퍼캐퍼시터를 위한 폴리비닐알콜 고분자 전해질막 (Poly(vinyl alcohol)-based Polymer Electrolyte Membrane for Solid-state Supercapacitor)

  • 이재훈;박철훈;박민수;김종학
    • 멤브레인
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    • 제29권1호
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    • pp.30-36
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    • 2019
  • 본 연구에서는 titanium nitride (TiN) 나노 섬유와 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT-PSS) 전도성 고분자로 이루어진 전극과 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 고분자 전해질 분리막을 이용하여 슈퍼 캐퍼시터를 제조하였다. TiN 나노 섬유의 경우 높은 전기 전도도와 이차원적 구조로 인한 스케폴드 효과를 기대할 수 있다는 점에서 전극 물질로 사용되었다. PEDOT-PSS 전도성 고분자는 수소 이온과 산화-환원 반응을 통해 보다 높은 정전용량을 나타낼 수 있으며 용액상에 분산이 용이해 유무기 복합제를 형성하기에 적합하였다. PVA 기반의 고분자 전해질 분리막은 기존의 액상의 전해질의 문제인 외부 충격에 대한 안정성을 확보할 수 있으며 염으로 사용된 $H_3PO_4$의 경우 수소 이온은 빠른 확산으로 인해 캐퍼시터의 충방전 효율에 이점이 있다. 본 연구에서 보고된 PEDOT-PSS/TiN 슈퍼캐퍼시터의 정전용량은 약 75 F/g으로 기존의 탄소기반 캐퍼시터에 비해 큰 폭으로 증가한 값이다.