• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.245-252
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• 2011

본 연구에서는 탄소나노튜브를 담지체로 사용하여 연료전지용 백금(Pt) 촉매의 고분산, 고담지를 목적으로 하였다. 탄소나노튜브의 표면처리는 열적산화방식으로 전처리하였다. 25, 50, 90 및 $110^{\circ}C$에서 열처리를 하였을 경우, 온도변화에 따른 작용기의 영향을 FT-IR, XPS를 통해 분석하였다. XPS를 통해 전처리의 온도가 증가할수록 작용기의 농도가 증가하는 것을 확인 하였으며, TGA와 TEM을 통해 Pt의 담지량과 분산도 또한 증가한 것을 확인하였다. 산화과정에서 열적거동은 고담지 Pt 촉매의 제조와 밀접한 관련이 있으며, 본 연구에서 제조된 촉매의 고분산, 고담지에 적절한 합성 온도는 $90^{\circ}C$로 관찰되었으며 단위전지에서 가장 좋은 성능을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.171-180
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• 2013

금속유기구조체(metal-organic frameworks, MOF)는 넓은 비표면적, 규칙적인 구조 및 높게 분산된 금속 성분 등 뛰어난 물리화학적 특성으로 인해 활발한 연구가 이뤄지고 있는 다공성 물질이며, 특히 가스의 흡착, 분리 매체로서 뛰어난 성능이 보고되고 있다. MOF를 이용한 온실가스 이산화탄소의 흡착 연구는 상온 고압 영역에서 이산화탄소 저장 공정과 상온 저압 영역에서 이산화탄소 흡착 공정의 두 범주로 나눌 수 있으며, MOF의 넓은 비표면적 외에도 (1) MOF의 빈 배위결합 자리, (2) MOF의 기능화, (3) MOF의 상호 침투 효과, 및 (4) 이온 교환 효과를 이용한 연구 결과가 보고되고 있다. MOF 물질들은 비교적 낮은 수분 및 열에 대한 안정성이 문제로 제기되고 있으며, 제올라이트 유사 구조체(zeolitic imidazolate frameworks, ZIF) 또는 유기 골격 구조체(covalent organic frameworks, COF) 물질의 이산화탄소 흡착 특성이 거론되고 있다. 본 소고에서는 MOF를 이용한 이산화탄소 흡착에 대한 최근의 연구 결과를 본 연구실의 실험 결과를 중심으로 간략히 소개하고자 한다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.421-431
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• 2016

최근 들어 정렬구조의 나노구조체를 이용한 분리막 응용기술이 큰 관심을 받고 있다. 나노구조체 분리막은 낮은 흐름저항을 통해 높은 투습성을 유지하면서도 매우 균일한 기공크기 특성으로 인해 높은 분리선택비를 가질 수 있다는 장점을 지닌다. 특히 콜로이드 입자의 자기조립체인 오팔상 및 그 역구조인 역오팔상 구조체를 이용한 분리막 기술이 각광을 받고 있는데, 기공크기를 자유롭게 제어하면서도 내부에 다양한 기능기의 도입이 가능하여 크기선별 분리 뿐 아니라 반응성 분리막의 응용에까지 폭넓게 적용이 가능하다. 더불어 다양한 멀티스케일 구조화 기술을 이용하여 기존의 분리막 소재에서는 다룰 수 없었던 다양한 형태의 기공 및 채널구조를 도입할 수 있어, 차세대 고부가가치 분리막 소재기술에 있어 큰 활용이 기대된다. 본 기고에서는 다양한 소재를 활용한 역오팔상 구조체 분리막 기술과 더불어 계층구조화를 통한 기능성 분리막의 개발에 대해 총괄적으로 살펴보고 논의하고자 한다.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.345-351
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• 2018

We employed an unprecedented technique to synthesize porous $WO_3@SnO_2$ nanofibers exhibiting core-shell and fiber-in-tube configurations. Firstly, 2-methylimidazole was uniformly incorporated in as-spun nanofibers containing ammonium metatungstate hydrate and the sacrificial polymer (polyacrylonitrile). Secondly, the 2-methylimidazole on the surfaces of nanofibers was complexed with tin(II) chloride ($SnCl_2$) via simple impregnation of the as-spun nanofibers in ethanol containing tin(II) chloride dihydrate ($SnCl_2{\cdot}2H_2O$). The presence of vacant p-orbitals in tin (Sn) and the nucleophilic nitrogen on the imidazole ring allowed for the reaction between $SnCl_2$ and 2-methylimidazole, forming adducts on the surfaces of the as-spun nanofibers. The calcination of these nanofibers resulted in porous $WO_3@SnO_2$ nanofibers with a higher surface area ($55.3m^2{\cdot}g^{-1}$) and a better response to 1-5 ppm of acetone than pristine $SnO_2$ NFs synthesized using a similar method. An improved response to acetone was achieved upon functionalization of the $WO_3@SnO_2$ nanofibers with catalytic palladium nanoparticles. This work demonstrates the potential application of $WO_3@SnO_2$ nanofibers as sensing layers for chemiresistive sensory devices for the detection of acetone in exhaled breath.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.703-708
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• 2015

나노충전제의 우수한 분산성을 얻기 위하여 다중벽 탄소나노튜브(multiwall carbon nanotubes) (MWCNTs)와 poly(propylene gylcol)(PPG)을 ball mill shaker로 혼합한 분산액을 이용하여 폴리우레탄(PU) 나노복합체를 제조하였다. MWCNTs는 과산화수소($H_2O_2$)로 처리하여 표면을 기능화할 수 잇었다. 순수한 MWCNTs를 이용한 PU 나노복합체와 비교한 결과 $H_2O_2$로 처리한 MWCNTs를 이용한 PU 나노복합체의 인장강도와 신율이 높게 나타났다. SEM 이미지에서 보여진 MWCNTs의 우수한 분산성은 표면을 기능화시킴으로서 얻어진 것이다. Carbon black(CB)을 사용한 PU 복합체는 기계적 물성 변화가 거의 없었다. 분산시간의 증가에 따라 PU/MWCNTs 나노복합체들의 인장물성이 상승되었다. 결과적으로 나노충전제의 분산성 향상이 PU/MWCNTs 나노복합체의 인장물성 증가를 가져온 것을 확인하였다.

• 산업기술연구
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• 제23권A호
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• pp.199-206
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• 2003

The charcoal-encapsulated methyl silica microcapsules were prepared by a O/W microemulsion sol-gel method, and the adsorption properties on aquatic humic acid were investigated. The capsules prepared were spherical, $100{\sim}1000{\mu}m$ in size. The size distribution was controllable by adjusting the size of charcoal powder, charcoal/methyl silica ratio, and agitating speed in O/W sol-gel process. Adsorption efficiency of charcoal for aquatic humic acid was decreased after encapsulation by methyl silica shell. The decreased adsorption efficiency can be dependent on the decrease of the BET surface area and pore volume after encapsulation. Diffusion properties of humic acid through the capsule shell also played an important role on adsorption efficiency. Therefore, the reasonable target pollutants for the capsules can be VOC or odor molecules which can overcome diffusion barrier through shell of capsules in air condition. Functionalization methods for the charcoal-encapsulated $CH_3(SiO)_n$ microcapsules by incorporation of $TiO_3$ as a phtocatalytic function and by incorporation of inorganic pigment as a color function were also investigated. $TiO_2$ coating properties were controllable by adjusting pH, temperature, and the concentration of $TiOSO_4$. In XRD measurement, the crystal form of the coated $TiO_2$ was anatase. For the colorization of the capsules, inorganic pigments were more efficient than organic dyes, and various color was introduced to the capsules using inorganic pigments.

• Elastomers and Composites
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• 제44권1호
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• pp.34-40
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• 2009

In situ 미니에멀젼 중합으로 실리카/폴리스타이렌 하이브리드 나노복합체를 만들기 위하여 9-데세노 산을 실리카 표면 개질제로 처음 도입하였다. 복합체는 나노크기의 잘 분산된 실리카를 함유하고 있었다. 실리카의 표면 개질 및 폴리스타이렌의 합성 등은 FTIR로 확인하였고 생성 라텍스 중에 존재하는 실리카의 양은 TGA 분석으로 확인하였다. 생성된 하이브리드는 실리카의 양 증가에 따라 유리전이온도가 상승하였다. SEM과 TEM으로 확인한 결과 하이브리드 복합체는 평균 직경이 55 nm 정도로 나타났다. 복합체내의 실리카의 존재는 EDS와 연결된 TEM 등으로 확인되었다.

• 대한시과학회지
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• 제20권4호
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• pp.513-521
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• 2018

목적 : 이 연구에서는 도파민이 적용된 히알루론산 가교 하이드로겔을 제조하고 항산화 활성을 조사하였다. 방법 : 먼저 히알루론산과 p(HEMA)로 구성된 상호침투고분자구조로 후처리 한 p(HEMA) 기반 하이드로겔을 제조하였다. 다음으로 아마이드 결합반응을 통해 도파민이 적용된 항산화 하이드로겔을 제조하였다. 항산화 활성의 평가는 ABTS 와 DDPH 라디칼 소거능 방법을 사용하였다. 결과 : 도파민이 적용된 하이드로겔은 유의한 항산화 활성을 나타내었다. 히알루론산의 가교는 하이드로겔 표면의 습윤성을 개선시킨 반면에 도파민이 적용된 하이드로겔은 대조군과 비교하여 유의한 차이를 나타내지 못했다. 도파민이 적용된 하이드로겔은 높은 광투율을 나타내었다. (>88%) 결론 : 도파민이 결합된 히알루론산의 가교에 기초한 항산화 하이드로겔의 개발이 안의료 및 생물의학 재질 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권6호
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• pp.913-922
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• 2019

Magnetic $Ni_{0.7}Co_{0.3}Fe_2O_4$ nanoparticles that were prepared via the rapid combustion process were functionalized and modified to obtain magnetic $Ni_{0.7}Co_{0.3}Fe_2O_4@SiO_2-CHO$ nanocomposites, on which penicillin G acylase (PGA) was covalently immobilized. Selections of immobilization concentration and time of fixation were explored. Catalytic performance of immobilized PGA was characterized. The free PGA had greatest activity at pH 8.0 and $45^{\circ}C$ while immobilized PGA's activities peaked at pH 7.5 and $45^{\circ}C$. Immobilized PGA had better thermal stability than free PGA at the range of $30-50^{\circ}C$ for different time intervals. The activity of free PGA would be 0 and that of immobilized PGA still retained some activities at $60^{\circ}C$ after 2 h. $V_{max}$ and $K_m$ of immobilized PGA were 1.55 mol/min and 0.15 mol/l, respectively. Free PGA's $V_{max}$ and $K_m$ separately were 0.74 mol/min and 0.028 mol/l. Immobilized PGA displayed more than 50% activity after 10 successive cycles. We concluded that immobilized PGA with magnetic $Ni_{0.7}Co_{0.3}Fe_2O_4@SiO_2-CHO$ nanocomposites could become a novel example for the immobilization of other amidohydrolases.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권6호
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• pp.511-516
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• 2022

Electroless plating is widely utilized in engineering for the metallization of insulator substrates, including polymers, glass, and ceramics, without the need for the application of external potential. Homogeneous nucleation of metals requires the presence of Sn-Pd catalysts, which significantly reduce the activation energy of deposition. Therefore, rinsing conducted during Sn sensitization and Pd activation is a key variable for the formation of a uniform seed layer without the lack or excess of catalysts. Herein, we report the optimized rinsing process for the functionalization of Sn-Pd catalysts, which enables the uniform FeCo metallization of the glass fibers. Rinsing enables good deposition of the FeCo alloy because of the removal of excess catalysts from the glass fiber. Concurrently, excessive rinsing results in a complete removal of the Sn-Pd nucleus. Collectively, the comprehensive study of the proposed nanomaterial preparation and surface science show that the metallization of insulators is a promising technology for electronics, solar cells, catalysts, and mechanical parts.