Sol-Gel 공정을 통해서 제조되는 유-무기 하이브리드 화합물들은 방청 코팅, 방빙 코팅(Anticing), 자가 세정 코팅, 반사 방지 코팅 등과 같은 기능성 코팅 재료로 널리 사용되어져 왔다. 특히 소수성 코팅 표면을 제조하기 위해서는 코팅표면의 표면에너지가 낮고 코팅 표면의 조도를 제어가 요구된다. 표면에너지와 표면 조도를 조절하는 전형적인 공정은 in-situ fabrication 공정, 'Pre-fluorinating/Post-roughening', 'Pre-roughening/ Post-fluorinating이다. 본 연구에서는 in-situ fabrication 공정인 Particle-Binder 공정을 이용해서 소수성 코팅표면을 제조하였다. 3관능기 유기실란화합물과 불소 함유 유기실란 화합물과의 가수분해 및 축합반응을 통해 제조된 불소함유 유-무기 하이브리드를 바인더로 사용하여서 무기물 나노입자와 혼합하여 소수성 코팅액을 제조하고 유리 기재 위에 스핀코팅 후 열건조하여서 코팅막을 제조하였다. 바인더인 유-무기 하이브리드 화합물의 불소 함유 실란화합물의 첨가량, 첨가순서, 무기물 나노입자 첨가량에 따른 코팅막의 물성 변화를 조사하였다. 분석결과 불소 함량이 10 wt%인 유-무기 하이브리드 화합물(GPTi-HF10)을 바인더로 사용하여서 제조된 코팅막이 가장 소수성이 우수하였으며 수접촉각은 (107.52 ± 1.6°), 이 바인더와 무기물 나노입자의 무게비가 1:3인 경우(GPTi-HF10-MS 3.0)에 가장 높은 수접촉각(130.84±1.99°)을 나타내었다.
Ag spot-coated Cu nanopowders were synthesized by a hydrothermal-attachment method (HA) using oleic acid capped Ag hydrosol. Cu nano powders were synthesized by pulsed wire exploding method using 0.4 mm in diameter of Cu wire (purity 99.9%). Synthesized Cu nano powders are seen with comparatively spherical shape having range in 50 nm to 150 nm in diameter. The oleic acid capped Ag hydrosol was synthesized by the precipitation-redispersion method. Oleic acid capped Ag nano particles showed the narrow size distribution and their particle size were less than 20 nm in diameter. In the case of nano Ag-spot coated Cu powders, nanosized Ag particles were adhered in the copper surface by HAA method. The components of C, O and Ag were distributed on the surface of copper powder.
In this study, the electroless nickel plating method has been investigated for the coating of Ni nanoparticles onto fine Al powder as promising energetic materials. The adsorption of nickel nanoparticles onto the surface of Al powders has been studied by varying various process parameters, namely, the amounts of reducing agent, complexing agent, and pH-controller. The size of nickel nanoparticles synthesized in the process has been optimized to approximately 200 nm and they have been adsorbed on the Al powder. TGA results clearly show that the temperature at which oxidation of Al mainly occurs is lowered as the amount of Ni nanoparticles on the Al surface increases. Furthermore, the Ni-plated Al powders prepared for all conditions show improved exothermic reaction due to the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) between Ni and Al. Therefore, Al powders fully coated by Ni nanoparticles show the highest exothermic reactivity: this demonstrates the efficiency of Ni coating in improving the energetic properties of Al powders.
We have controlled the graphene surface in two ways to improve the device performance of optoelectronics based on graphene transparent conductive films. We controlled multilayer graphene (MLG) work function and localized surface plasmon resonance wavelength using a silver nanoparticles formed on graphene surface. Graphene substrates were prepared using a chemical vapor deposition and transfer process. Various size of silver nanoparticles were prepared using a thermal evaporator and post annealing process on graphene surface. Silver nanoparticles were confirmed by using scanning electron microscopy (SEM). Work functions of graphene surface with various sizes of Ag nanoparticles were measured using ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS). The result shows that the work functions of MLG could be controlled from 4.39 eV to 4.55 eV by coating different amounts of silver nanoparticles while minimal changes in the sheet resistance and transmittance. Also the Localized surface plasmon resonance (LSPR) wavelength was investigated according to various sizes of silver nanoparticles. LSPR wavelength was measured using the absorbance spectrum, and we confirmed that the resonance wavelength could be controlled from 396nm to 425nm according to the size of silver nanoparticles on graphene surface. To confirm improvement of the device performance, we fabricated the organic solar cell based on MLG electrode. The results show that the work function and plasmon resonance wavelength could be controlled to improve the performance of optoelectronics device.
Nano Pd spot-coated active carbon powders were synthesized by a hydrothermal-attachment method (HAA) using PVP capped Pd colloid in a high pressure bomb at $250^{\circ}C$, 450 psi, respectively. The PVP capped Pd colloid was synthesized by the precipitation-redispersion method. PVP capped Pd nano particles showed the narrow size distribution and their particle sizes were less than 8nm in diameter. In the case of nano Pd-spot coated active carbon powders, nano-sized Pd particles were adhered in the active carbon powder surface by HAA method. The component of Pd was homogeneously distributed on the active carbon surface.
In recent years, self-healing coatings have been the subject of increasing interest. The ability of such coatings to self-repair local damage caused by external factors is a major factor contributing to their attractiveness. Metals are extensively used in modern society in a range of applications from infrastructure to aircraft to consumer products. The protection of metals, primarily from corrosion has been an active area of materials science for many years. The aim of this review is the demonstration for recent progress achieved in the development of carrier-based self-healing coatings for the protection of metals. This review mainly covers the reports published after 2010. Two main types of carriers for corrosion inhibitors or healing agents-polymer capsules and porous composite inorganic nanoparticles-are described.
Mercaptoundecanoic acid (MUA) has been used to enhance the dispersity of Au nanoparticles in organic solvent and the affinity between the Au nanoparticles surface and titanium dioxide shell in the synthesis of $Au/TiO_2$ core-shell composite nanoparticles. The dispersity of the MUA-coated Au nanoparticles in ethanol aqueous solution with different concentration of $H_2O$ was investigated by UV-Vis. absorption spectrum and the coating amount of MUA was varied from 0.02 mM to 1.0 mM. The MUA-coated Au nanoparticles were highly dispersed in pure $H_2O$ in the wide range of the coating amount of MUA. On the contrary, the MUAcoated Au nanoparticles showed an enhanced stability in the ethanol/$H_2O$=8/2 mixed solution only when the coating amount of MUA was 0.05 mM, and in the ethanol/$H_2O$=7/3 mixed solution when the coating amount of MUA was in the range from 0.02 mM to 0.17 mM. From this systematic study, it can be inferred that the stability and the dispersibility of Au nanoparticles in organic solvents are highly sensitive towards the amount of MUA coating.
Recently, studies on intranasal mucosa delivery of influenza vaccine have been actively developed because of lack of pain and ease of administration. We studied on preparation of nanoparticle delivery system using biodegradable polymer as a poly(DL-lactide-co-glycolide) (PLGA) and their binding characteristics with vaccine. Three kinds of PLGA nanoparticles were prepared by spontaneous emulsification solvent diffusion (SESD) method using sodium dodecyl sulfate and sodium laurate as an anionic surfactant and Lutrol F68 (polyethylene glycol-block-polypropylene glycol copolymer) as a nonionic surfactant. The 5-aminofluorescein labeled vaccine was coated on the surface of nanoparticles by ionic complex. The complexes between vaccine and nanoparticles were confirmed by change of the size. After vaccine coating on the surface of anionic nanoparticles, particle size was increased from 174 to 1,040 nm. However the size of nonionic nanoparticles was not more increased than size of anionic nanoparticles. The amount of coated vaccine on the surface of PLGA nanoparticles was $14.32\;{\mu}g/mg$ with sodium dodecyl sulfate, $12.41\;{\mu}g/mg$ with sodium laurate, and $9.47{\mu}g/mg$ with Lutrol F68, respectively. In conclusion, prepared nanoparticles in this study is possible to use as a virus-like nanoparticles and it could be accept in the field of influenza vaccine delivery system.
Cho, Youn Kyoung;Kim, Dae Han;Yoon, Hye Soo;Jeong, Bora;Kim, Young Dok
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.257-257
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2013
In order to selectively remove oil and organic compound from water, silica nanoparticles with hydrophobic coating was used. Since silica nanoparticles are generally hydrophilic, removal efficiency of oil and organic compound, such as toluene, in water can be decreased due to competitive adsorption with water. In order to increase the removal efficiency of oil and toluene, hydrophobic polydimethylsiloxane (PDMS) was coated on silica nanoparticles in the form of thin film. Hydrophobic property of the PDMS-coated silica nanoparticles and hydrophilic silica nanoparticles were easily confirmed by putting it in the water, hydrophilic particle sinks but hydrophobic particle floats. PDMS coated silica nanoparticles were dispersed on a slide glass with epoxy glue on and the water contact angle on the surface was determined to be over $150^{\circ}$, which is called superhydrophobic. FT-IR spectroscopy was used to check the functional group on silica nanoparticle surface before and after PDMS coating. Then, PDMS coated silica nanoparticles were used to selectively remove oil and toluene from water, respectively. It was demonstrated that PDMS coated nanoaprticles selectively aggregates with oil and toluene in the water and floats in the form of gel and this gel remained floating over 7 days. Furthermore, column filled with hydrophobic PDMS coated silica nanoparticles and hydrophilic porous silica was prepared and tested for simultaneous removal of water-soluble and organic pollutant from water. PDMS coated silica nanoparticles have strong resistibility for water and has affinity for oil and organic compound removal. Therefore PDMS-coated silica nanoparticles can be applied in separating oil or organic solvents from water.
The preparation of nanocrystalline hematite, ${\alpha}-Fe_2O_3$, paricles and their surface coating with silica layers are described. The hematite particles with the size of 30~60 nm are firstly prepared by thermal decomposition of trinuclear acetate-hydroxo iron (III) nitrate complex, $[Fe_3$(OCOCH_3)_7$OH${\cdot}$2H_2O]NO_3$, at $400^{\circ}C$. Subsequently the hematite surfaces are coated with siliva layers by a controlled hydrolysis and condensation reaction of TEOS with varying the TEOS concentration and pH. Monodispersed and spherical $SiO_2-coatedFe_2O_3$ particles with the average particle diameter of ~90 nm and extremely narrow size distribution can be obtained at the pH of 11 and the TEOS concentration of 0.68M, which are found to be the optimum conditions in the present study in achieving the homogeneous deposition of silica layers on hematite surfaces. Diffuse reflectance UV-Vis spectra reveal that the characteristic optical reflectance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ particles is preserved almost constant even after coating the surfaces, suggesting that the $SiO_2$ layers can be regarded as protecting layers without degrading the optical properties of hematite particles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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