• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.376-380
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• 2021

The accurate detection of hydrogen gas molecules is considered to be important for industrial safety. However, the selective detection of the gas using semiconductive metal oxides (SMOs)-based sensors is challenging. Here, we describe the fabrication of H₂ sensors in which a nanocellulose/graphene oxide (GO) hybrid membrane is attached to SnO₂ nanosheets (NSs). One-dimensional (1D) nanocellulose fibrils are attached to the surface of GO NSs (GONC membrane) by mixing GO and nanocellulose in a solution. The as-prepared GONC membrane is employed as a sacrificial template for SnO₂ NSs as well as a molecular sieving membrane for selective H₂ filtration. The combination of GONC membrane and SnO₂ NSs showed substantial selectivity to hydrogen gas (R_air / R_gas > 10 @ 0.8 % H₂, 100 ℃) with noise level responses to interfering gases (H₂S, CO, CH₃COCH₃, C₂H₅OH, and NO₂). These remarkable sensing results are attributed mainly to the molecular sieving effect of the GONC membrane. These results can facilitate the development of a highly selective H₂ detector using SMO sensors.

• Corrosion Science and Technology
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• 제21권3호
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• pp.200-208
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• 2022

Aluminum alloy is used by adding various elements according to the needs of the industry. Aluminum alloys such as 5052 and 6061 are known to possess excellent corrosion resistance by adding Mg. Despite their excellent physical properties, corrosion can occur. To solve this problem, an anodization technique generally can improve corrosion resistance by forming an oxide structure with maximized hydrophobic properties through coatings. In this study, the anodizing technique was used to improve the hydrophobicity of aluminum 5052 and 6061 by creating porous nanostructures on top of the surface. An oxide film was formed by applying anodizing voltages of 20, 40, 60, 80, and 100 V to aluminum alloys followed by immersion in 0.1 M phosphoric acid for 30 minutes to expand oxide pores. Contact angle and corrosion characteristics were different according to the structure after anodization. For the 5052 aluminum, the corrosion potential was improved from -363 mV to -154 mV as the contact angle increased from 116° to 136°. For the 6061 aluminum, the corrosion potential improved from -399 mV to -124 mV when the contact angle increased from 116° to 134°.

• Corrosion Science and Technology
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• 제21권4호
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• pp.290-299
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• 2022

Anodizing is an electrochemical surface treatment method conferring corrosion resistance and durability by forming a thick anodization film on the metal surface. Aluminum has a long service life and high thermal conductivity and formability, as well as excellent corrosion resistance. Aluminum 3003 alloy has improved formability, strength, and corrosion resistance due to the addition of a small amount of manganese. However, corrosion occurs in seawater and environments polluted with corrosion-inducing substances, which reduce corrosion resistance. Therefore, it is necessary to artificially form a thick anodized film to improve corrosion resistance. In this study, the anodization treatment time was 4 minutes, and voltages of 10 V, 20 V, 30 V, 40 V, 50 V, 60 V, 70 V, 80 V, 90 V, and 100 V were applied. The thickness and pore size of the oxide film increased according to the applied voltage. A barrier film was formed under voltage conditions from 10 V to 50 V, and a porous film was formed under voltage conditions from 60 V to 100 V. After anodizing, coating was applied. Wettability and corrosion resistance were observed before and after coating according to the surface shape and thickness of the oxide film.

• Korean Membrane Journal
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• 제1권1호
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• pp.1-7
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• 1999

Pd-ceramic composite membranes and catalytic membrane reactors(CMR) have been studied for hydrogen and its isotopes (deuterium and tritium) purification and recovery in the fusion reactor fuel cycle. Particularly a closed-loop process has been studied for recovering tritium from tritiated water by means of a CMR in which the water gas shift reaction takes place. The development of the techniques for coating micro-porous ceramic tubes with Pd and Pd/Ag thin layers is described : P composite membranes have been produced by electroless deposition (Pd/Ag film of 10-20 $\mu$m) and rolling of thin metal sheets (Pd and Pd/Ag membranes of 50-70 $\mu$m). Experimental results of the electroless membranes have shown a not complete hydrogen selectivity because of the presence of some defects(micro-holes) in the metallic thin layer. Conversely the rolled thin Pd and Pd/ag membranes have separated hydrogen from the other gases with a complete selectivity giving rise to a slightly larger (about a factor 1.7) mass transfer resistance with respect to the electroless membranes. Experimental tests have confirmed the good performances of the rolled membranes in terms of chemical stability over several weeks of operation. Therefore these rolled membranes and CMR are adequate for applications in the fusion reactor fuel cycle as well as in the industrial processes where high pure hydrogen is required (i.e. hydrocarbon reforming for fuel cell)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.268-268
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• 2016

Chemical sensors have attracted much attention due to their various applications such as agriculture product, cosmetic and pharmaceutical components and clinical control. A conventional chemical and biological sensor is consists of fluorescent dye, optical light sources, and photodetector to quantify the extent of concentration. Such complicated system leads to rising cost and slow response time. Until now, the most contemporary thin film transistors (TFTs) are used in the field of flat panel display technology for switching device. Some papers have reported that an interesting alternative to flat panel display technology is chemical sensor technology. Recent advances in chemical detection study for using TFTs, benefits from overwhelming progress made in organic thin film transistors (OTFTs) electronic, have been studied alternative to current optical detection system. However numerous problems still remain especially the long-term stability and lack of reliability. On the other hand, the utilization of metal oxide transistor technology in chemical sensors is substantially promising owing to many advantages such as outstanding electrical performance, flexible device, and transparency. The top-gate structure transistor indicated long-term atmosphere stability and reliability because insulator layer is deposited on the top of semiconductor layer, as an effective mechanical and chemical protection. We report on the fabrication of InGaZnO TFTs with silver nanowire as the top gate electrode for the aim of chemical materials detection by monitoring change of electrical properties. We demonstrated that the improved sensitivity characteristics are related to the employment of a unique combination of nano materials. The silver nanowire top-gate InGaZnO TFTs used in this study features the following advantages: i) high sensitivity, ii) long-term stability in atmosphere and buffer solution iii) no necessary additional electrode and iv) simple fabrication process by spray.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.228-236
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• 1996

본 연구에서는 고밀집 섬유다발체 내에 수은과 금속이온을 함유한 수용액을 동시에 주입시켜 최소 공간에서 최대한의 수은전극 면적을 갖는 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해반응 장치가 개발되었다. 이 장치의 특성과 안정성을 평가하기 위해 수은과 수용액의 유량 변화에 따른 철(III)과 우라늄(VI)이온의 환원 voltammogram이 측정되었다. 수용액의 유속은 장치 내 전해반응에 큰 영향을 미쳤으며, 잘 발달된 한계전류를 얻기 위해서는 정밀한 유속조절이 필요하였다. 측정된 voltammogram의 한계전류는 수용액 유속에 선형적으로 비례하였으며, 한계전류를 보이는 전위에서 연속적으로 우라늄(VI)과 철(III) 이온을 100% 환원시킬 수 있었다. 고밀집 섬유집합체 내에서 수은이 모세관 연속체를 유지하는데 필요로 하는 수은유속 이상에서는 수은유속의 변화는 장치 내의 전해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 본 연구에서 개발된 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해계는 정확히 제어되는 수용액 유량조건에서 수용액 내의 금속이온의 산화수 상태 및 농도의 연속적인 분석 및 전해반응 기구 해석에 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권2호
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• pp.260-267
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• 2020

본 연구에서는 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.281-290
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• 2016

정삼투 분리막 용도에 적합한 폴리아미드 복합막의 제조에 있어 지지층의 극성 및 공극률이 폴리아미드 구조 및 정삼투 분리막 투과 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 클레쏘킬레이트 금속착물(0.1-0.5중량%)이 함유된 폴리술폰(18중량%) 용액을 상전이 공정을 통하여 지지층을 제조하였다. 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 다공성 PSF 지지층 제조를 위하여 상대적으로 낮은 폴리술폰(12중량%) 용액을 이용한 지지층을 폴리에스터 필름상에서 제조한 후 필름을 제거하고 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 제막된 시편 중 폴리술폰(18중량%)/금속착물(0.5중량%)로 만들어진 FO막은 유량 9.99 LMH, reverse salt flux 0.77 GMH로 HTI의 상용막(10.97 LMH, 2.2 GMH)과 비교해도 거의 비슷한 유량값과 향상된 RSF 값을 얻을 수 있었다. 캐스팅 용액의 금속착물의 첨가로 활성층 두께가 줄어들었으나 제거효율은 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.15-24
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• 2014

천연제올라이트와 불가사리를 목분과 함께 혼합 소성한 펠렛형 Zeolite-StarFish 세라믹(ZSF 세라믹)을 이용하여 산성광산배수 내 중금속의 제거특성 및 영향인자를 파악하고자 하였다. ZSF 세라믹에 의한 중금속의 제거반응은 초기 3시간까지 빠른 속도로 진행되었으며 높은 알칼리 상태를 나타내었다. 중금속 제거를 위한 ZSF 세라믹의 최적 소성온도는 $800{\sim}1,000^{\circ}C$로 파악되었으며 소성시간에 따른 중금속 제거효율의 변화는 거의 나타나지 않았다. ZSF 세라믹의 최적 투여농도는 1.0~1.2 %임을 알 수 있었고, 1.0 % 이상의 ZSF 세라믹의 투여농도 조건에서는 Pb 85.5 %를 제외한 Al, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Zn 대부분의 중금속이 95 % 이상의 높은 제거효율을 나타내었다. 목분의 배합비가 증가할수록 중금속 제거효율은 증가하였으며 목분의 적정 배합비는 10 %로 파악되었다. 회분식 실험을 통해 불가사리 소재의 ZSF 세라믹은 산성광산배수 내 중금속을 효과적으로 제거할 수 있는 처리제임을 알 수 있었으며, 특히 목분을 첨가한 다공성 ZSF 세라믹을 통해서는 산성광산배수 내 중금속의 제거효율을 더욱 향상시킬 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.733-741
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• 2022

해양범죄에서 발견되는 다양한 증거물 중 지문과 DNA(Deoxyribo nucleic acid)는 용의자를 특정할 수 있다는 점에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 실제 해양환경에서 증거물로 많이 발견되는 비다공성 재질 5종(플라스틱, 스테인리스, 유리, 세라믹, FRP(Fiber reinforced plastic))을 선정하여 자연 및 혈액지문을 유류한 후 동해 해경서 전용부두에서 약 7일간 침지하였다. 그 후 CA(Cyanoacrylate) 훈증법과 4가지 분말법(Swedish black powder, Concentrated black powder, Supranano red powder, Dazzle orange powder)을 이용하여 지문 현출 후 DNA 추출, 정량, STR(Short tandem repeat) 프로필을 분석하였다. 지문현출방법 중 Supranano red powder를 적용하였을 때 DNA 농도가 상대적으로 높은 양이 나타났으며 STR 프로필 분석을 실시한 결과 평균 16.8~9개의 유전자좌위를 확보할 수 있었고, 유리 및 세라믹 재질에서는 20개 모두 확인할 수 있었다. 연구 결과 약 7일 동안 침지된 가상증거물에 지문 현출법을 적용 후 DNA를 추출 및 정량하여 STR 프로필을 확보할 수 있었으며, VMD(Vacuum metal deposition), SPR(Small particle reagent) 등 다양한 지문현출방법을 적용한 뒤 DNA를 분석하여 STR 프로필을 확보할 수 있는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.