• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.87-94
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• 2016

나노 크기에 비해 부피 변화가 상대적으로 더 큰 서브마이크로미터 크기의 실리콘 음극의 성능 향상을 위해 도전재 역할을 하는 3,6-poly(phenanthrenequinonone) (PPQ) 전도성 고분자 바인더와 카복시기를 가져 결착력이 좋은 poly(acrylic acid) (PAA)를 블렌딩 한 복합 바인더를 도입하였다. PAA를 PPQ와 블렌딩하여 전극을 제조했을 때 결착력이 월등히 증가하였고 충방전실험 결과 PPQ 바인더를 단독으로 사용한 전극보다 안정된 수명 특성을 나타냈다. PPQ와 PAA의 함량 비율을 2:1, 1:1, 1:2(무게비)로 하여 각 전극의 수명 특성을 비교했을 때, PPQ의 함량이 가장 큰 전극(2:1, QA21)이 50번째 사이클에서 가장 좋은 용량 유지율을 보였다. 이는 PPQ가 입자 간 또는 입자와 집전체 사이에서 도전재로서 존재하여 전자가 이동할 수 있는 통로를 제공해 주고 PAA가 적절한 결착력을 제공해주어 전극의 내부 저항이 가장 작았기 때문이다. PPQ-PAA 복합 바인더를 사용한 전극은 입자 형태의 도전재인 super-P를 전체 전극 무게 대비 20%를 첨가하여 제조한 전극보다도 더 안정적인 수명 특성을 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.779-785
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• 2015

일반적으로 선박 및 해양구조물, 그리고 심해 설비의 가장 적절한 부식 방지법으로는 음극방식법이 널리 사용되고 있다. 해수 중에 이러한 음극방식법이 적용될 경우, 음극전류가 용존 해 있는 산소를 환원시킴으로써 음극분극 된 설비 표면에 수산화 이온을 다량 발생시키게 되고, 이로 인하여 계면에서의 pH는 증가하게 된다. 또한 탄산이온의 농도 역시 증가하게 되어, 바닷물 속에 용해되어 있는 마그네슘과 칼슘 이온들이 이들 수산화 이온 및 탄산 이온과 결합함으로써, 수산화마그네슘 및 탄산칼슘을 주성분으로 하는 무기물 층이 설비 표면에 석출하게 되는데 이렇게 형성된 피막을 일반적으로 "석회질 피막"이라고 한다. 이러한 무기물 층은 해수라는 부식환경에서 모재를 보호하는 물리적 장벽으로서의 역할을 함은 물론 음극방식을 할 때 요구되는 전류밀도를 감소시키는 역할을 하게 된다. 한편 이러한 해수 중에서의 석회질 피막의 형성은 전위, 전류, pH, 온도, 시간 등을 포함한 많은 변수들에 의해 변화하게 되는데, 이에 본 연구에서는 여러 가지 변수들 중 특히나 해수의 온도 및 시험편 표면 조건에 따른 무기물 층의 피막구조변화 및 특성변화를 살펴봄으로서 환경친화적인 코팅막의 개발에 대한 설계지침을 제공 할 수 있었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권1호
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• pp.25-33
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• 2016

Ion channels in carcinoma and their roles in cell proliferation are drawing attention. Intracellular $Ca^{2+}$ ($[Ca^{2+}]_i$)-dependent signaling affects the fate of cancer cells. Here we investigate the role of $Ca^{2+}$-activated $K^+$ channel (SK4) in head and neck squamous cell carcinoma cells (HNSCCs) of dif-ferent cell lines; SNU-1076, OSC-19 and HN5. Treatment with $1{\mu}M$ ionomycin induced cell death in all the three cell lines. Whole-cell patch clamp study suggested common expressions of $Ca^{2+}$-activated $Cl^-$ channels (Ano-1) and $Ca^{2+}$-activated nonselective cation channels (CAN). 1-EBIO, an activator of SK4, induced outward $K^+$ current (ISK4) in SNU-1076 and OSC-19. In HN5, ISK4 was not observed or negligible. The 1-EBIO-induced current was abolished by TRAM-34, a selective SK4 blocker. Interestingly, the ionomycin-induced cell death was effectively prevented by 1-EBIO in SNU-1076 and OSC-19, and the rescue effect was annihilated by combined TRAM-34. Con-sistent with the lower level of ISK4, the rescue by 1-EBIO was least effective in HN5. The results newly demonstrate the role of SK4 in the fate of HNSCCs under the $Ca^{2+}$ overloaded condition. Pharmacological modulation of SK4 might provide an intriguing novel tool for the anti-cancer strategy in HNSCC.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.134-134
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• 2011

High-k dielectric materials such as $HfO_2$, $ZrO_2$ and $Al_2O_3$ increase gate capacitance and reduce gate leakage current in MOSFET structures. This behavior suggests that high-k materials will be promise candidates to substitute as a tunnel barrier. Furthermore, stack structure of low-k and high-k tunnel barrier named variable oxide thickness (VARIOT) is more efficient.[1] In this study, we fabricated the $WSi_2$ nanocrystals nonvolatile memory device with $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ tunnel layer. The $WSi_2$ nano-floating gate capacitors were fabricated on p-type Si (100) wafers. After wafer cleaning, the phosphorus in-situ doped poly-Si layer with a thickness of 100 nm was deposited on isolated active region to confine source and drain. Then, on the gate region defined by using reactive ion etching, the barrier engineered multi-stack tunnel layers of $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ (2 nm/1 nm/3 nm) were deposited the gate region on Si substrate by using atomic layer deposition. To fabricate $WSi_2$ nanocrystals, the ultrathin $WSi_2$ film with a thickness of 3-4 nm was deposited on the multi-stack tunnel layer by using direct current magnetron sputtering system [2]. Subsequently, the first post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 1 min by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The 15-nm-thick $SiO_2$ control layer was deposited by using ultra-high vacuum magnetron sputtering. For $SiO_2$ layer density, the second post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 30 seconds by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The aluminum gate electrodes of 200-nm thickness were formed by thermal evaporation. The electrical properties of devices were measured by using a HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer with HP 41501A pulse generator, an Agillent 81104A 80MHz pulse/pattern generator and an Agillent E5250A low leakage switch mainframe. We will discuss the electrical properties for application next generation non-volatile memory device.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.348-348
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• 2011

Carbon nanotube (CNT) field effect transistors and sensors use CNT as a current channel, of which the resistance varies with the gate voltage or upon molecule adsorption. Since the performance of CNT devices depends very much on the CNT/metal contact resistance, the CNT/electrode contact must be stable and the contact resistance must be small. Depending on the geometry of CNT/electrode contact, it can be categorized into the end-contact, embedded-contact (top-contact), and side-contact (bottom-contact). Because of difficulties in the sample preparation, the end-contact CNT device is seldom practiced. The embedded-contact in which CNT is embedded inside the electrode is desirable due to its rigidness and the low contact resistance. Fabrication of this structure is complicated, however, because each CNT has to be located under a high-resolution microscope and then the electrode is patterned by electron beam lithography. The side-contact is done by depositing CNT electrophoretically or by precipitating on the patterned electrode. Although this contact is fragile and the contact resistance is relatively high, the side-contact by far has been widely practiced because of its simple fabrication process. Here we introduce a simple method to embed CNT inside the electrode while taking advantage of the bottom-contact process. The idea is to utilize a eutectic material as an electrode, which melts at low temperature so that CNT is not damaged while annealing to melt the electrode to embed CNT. The lowering of CNT/Au contact resistance upon annealing at mild temperature has been reported, but the electrode in these studies did not melt and CNT laid on the surface of electrode even after annealing. In our experiment, we used a eutectic Au/Al film that melts at 250$^{\circ}C$. After depositing CNT on the electrode made of an Au/Al thin film, we annealed the sample at 250$^{\circ}C$ in air to induce eutectic melting. As a result, Au-Al alloy grains formed, under which the CNT was embedded to produce a rigid and low resistance contact. The embedded CNT contact was as strong as to tolerate the ultrasonic agitation for 90 s and the current-voltage measurement indicated that the contact resistance was lowered by a factor of 4. By performing standard fabrication process on this CNT-deposited substrate to add another pair of electrodes bridged by CNT in perpendicular direction, we could fabricate a CNT cross junction. Finally, we could conclude that the eutectic alloy electrode is valid for CNT sensors by examine the detection of Au ion which is spontaneously reduced to CNT surface. The device sustatined strong washing process and maintained its detection ability.

• 한국자기학회지
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• 제16권3호
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• pp.157-162
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• 2006

이온빔 증착 스퍼터링법과 고아 리소그래피법으로 FeMn-스핀밸브 바이오 센서를 제작하였다. 혈액내의 Fe를 포함한 헤모글로빈(Hemoglobin)과 나노 자성입자의 자성검출은 최대 자장감응 약 $0.1{\sim}0.8%/Oe$인 거대자기저항 스핀밸브 바이오 센싱소자를 이용하였다. 사용된 혈액은 인체의 피였고, Co-페라이트 나노 자성입자는 수용성 무정형 실리카로 코팅이 되었으며, 그 크기의 평균직경의 범위는 9nm에서 50nm이었다. 실제 크기가 $5x10{\mu}m^2 $ 혹은 $2x6{\mu}m^2 $로 제작된 센싱소자의 4 전극 중 전류 입력단자에 흐르는 감지전류는 1 mA로 하였다. 혈액과 나노자성 입자가 소자의 중앙부분으로 떨어졌을 때, 출력신호는 각각 자성 여부의 검출 특성을 알 수 있는 충분한 크기로 나타났다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제3권1호
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• pp.1-10
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• 1999

We sought to find out the mechanism of vascular relaxation by extracellular $K^+$ concentration $([K^+]_o)$ in the cerebral resistant arteriole from rabbit. Single cells were isolated from the cerebral resistant arteriole, and using voltage-clamp technique barium-sensitive $K^+$ currents were recorded, and their characteristics were observed. Afterwards, the changes in membrane potential and currents through the membrane caused by the change in $[K^+]_o$ was observed. In the smooth muscle cells of cerebral resistant arteriole, ion currents that are blocked by barium, 4-aminopyridine (4-AP), and tetraethylammonium (TEA) exist. Currents that were blocked by barium showed inward rectification. When the $[K^+]_o$ were 6, 20, 60, and 140 mM, the reversal potentials were $-82.7{\pm}1.0,\;-49.5{\pm}1.86,\;-26{\pm}1.14,\;-5.18{\pm}1.17$ mV, respectively, and these values were almost identical to the calculated $K^+$ equilibrium potential. The inhibition of barium-sensitive inward currents by barium depended on the membrane potential. At the membrane potentials of -140, -100, and -60 mV, $K_d$ values were 0.44, 1.19, and 4.82 ${\mu}M,$ respectively. When $[K^+]_o$ was elevatedfrom 6 mM to 15 mM, membrane potential hyperpolarized to -50 mV from -40 mV. Hyperpolarization by $K^+$ was inhibited by barium but not by ouabain. When the membrane potential was held at resting membrane potential and the $[K^+]_o$ was elevated from 6 mM to 15 mM, outward currents increased; when elevated to 25 mM, inward currents increased. Fixing the membrane potential at resting membrane potential and comparing the barium-sensitive outward currents at $[K^+]_o$ of 6 and 15 mM showed that the barium- sensitive outward current increased at 15 mM $K^+.$ From the above results the following were concluded. Barium-sensitive $K^+$?channel activity increased when $[K^+]_o$ is elevated and this leads to an increase in $K^+-outward$ current. Consequently, the membrane potential hyperpolarizes, leading to the relaxation of resistant arteries, and this is thought to contribute to an increase in the local blood flow of brain.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.143-153
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• 2003

본 연구에서는 양이온교환막 표면에 형성된 바이폴라 계면이 물분해 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 전기투석 중 막표면에 형성된 고정화된 바이폴라 계면이 심각한 물분해를 유발함을 알 수 있었다. 특히, 고정화된 바이폴라 계면은 다가 양이온이 전해질로 이용되는 전기투석 시스템에서 양이온교환막 표면에 쉽게 형성됨을 알 수 있었다. 낮은 용해도적 상수를 갖는 다가 양이온들은 급격한 물분해를 유발하였는데 이는 이들이 막표면에서 쉽게 수산화물의 형태로 침적되며 따라서 수소-친화 그룹과 수산화-친화 그룹으로 구성된 바이폴라 계면이 막-용액 계면에 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 물분해는 막 표면의 금속수산화물 층과 막의 고정전하 그룹간에 발생되는 강한 전기장에 의해 크게 활성화됨을 알수 있다. 또한 이와 유사하게 분자량이 큰 유기 상대이온들이 막표면에 누적되는 경우에도 고정화된 바이폴라 계면이 형성되어 한계전류밀도 이상에서 심각한 물분해를 유발하였다. 따라서 전기투석의 고전류 운전시 효율 향상을 위해서는 막표면에 유발되는 고정화된 바이폴라 계면의 형성을 억제하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

• 멤브레인
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• 제31권2호
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• pp.87-100
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• 2021

최근 오염물질 수위의 급격한 상승세와 더불어 가속화되는 자연환경 파괴로 인해 다양한 환경 속에 쌓이는 오염물질의 검출 및 모니터링은 현대 사회의 중요한 미션 중 하나로 자리 잡았다. 본 논문에는 멤브레인 기반의 광학 센서를 활용한 미량 오염물질 검출에 대한 최근 연구 동향이 요약되어 있다. 본 논문에 포함된 연구들은 섬유소로 이루어진 멤브레인을 검출을 위한 플랫폼으로 사용하였으며, 금속 나노 입자나 형광단을 색 변화 검출을 위해 이용하였다. 제조된 광학 센서들은 모두 적절하거나 특출한 수준의 감도를 보였고, 대부분의 센서에서 타겟 물질이 아닌 이온이나 물질에는 반응하지 않는 정확성 또한 확인되었다. 검출 플랫폼으로 이용된 섬유소 멤브레인의 물리적, 화학적 특성들은 멤브레인 합성 방법이나 색 변화를 위한 광학 물질 등을 바꾸는 방법을 통해 각 연구의 목적에 맞추어 최적화될 수 있었다. 또한, 멤브레인을 기반으로 하여 제조된 센서들은 운반이 편리하고 기계적 성질이 강해 현장에서 바로 오염물질을 검출할 수도 있다는 사실이 제시되었다. 이러한 장점 덕분에 멤브레인 기반 센서들은 식용수에서 검출된 중금속의 정량화와 자연 수질환경에서 발견되는 미량 중금속 및 유독성 항생제의 감지 등 다양한 목적을 위해 활용될 수 있었다. 몇몇의 연구에서 제조된 센서들은 항균성이나 재활용성 또한 나타내었다. 대부분의 센서들이 타겟 물질을 감지한 후 육안으로도 식별 가능한 색 변화를 보였으나, 본 논문에 포함된 많은 연구들은 형광 발산, UV-vis 분광학, RGB 색 강도 차이 등을 비교 분석한 더 상세한 검출 결과를 제시하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권4호
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• pp.277-285
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• 2022

To investigate the adverse effects of clozapine on cardiovascular ion channels, we examined the inhibitory effect of clozapine on voltage-dependent K⁺ (Kv) channels in rabbit coronary arterial smooth muscle cells. Clozapine-induced inhibition of Kv channels occurred in a concentration-dependent manner with an half-inhibitory concentration value of 7.84 ± 4.86 µM and a Hill coefficient of 0.47 ± 0.06. Clozapine did not shift the steady-state activation or inactivation curves, suggesting that it inhibited Kv channels regardless of gating properties. Application of train pulses (1 and 2 Hz) progressively augmented the clozapine-induced inhibition of Kv channels in the presence of the drug. Furthermore, the recovery time constant from inactivation was increased in the presence of clozapine, suggesting that clozapine-induced inhibition of Kv channels is use (state)-dependent. Pretreatment of a Kv1.5 subtype inhibitor decreased the Kv current amplitudes, but additional application of clozapine did not further inhibit the Kv current. Pretreatment with Kv2.1 or Kv7 subtype inhibitors partially blocked the inhibitory effect of clozapine. Based on these results, we conclude that clozapine inhibits arterial Kv channels in a concentration-and use (state)-dependent manner. Kv1.5 is the major subtype involved in clozapine-induced inhibition of Kv channels, and Kv2.1 and Kv7 subtypes are partially involved.