본 논문에서 이온성액체를 이용한 초음파화학을 통해서 칼코젠 나노입자를 in-situ로 합성하여서 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 위에 도포하였다. 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ($BMimBF_4$) 이온성액체를 이용해서 MWCNT의 표면을 기능화하였다. 합성된 MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체를 TEM과 EDS를 이용해서 분석하였다. 특히, MWCNT/$BMimBF_4$/CdTe, MWCNT/$BMimBF_4$/ZnTe, and MWCNT/$BMimBF_4$/ZnSe 나노복합체는 각각 요철과 같거나, 거칠거나 부드러운 코어-쉘 형태와 같은 특이한 구조를 보여주었다. 본 연구는 반응속도가 다른 전구체로부터 얻어진 이성분 반도체 나노입자를 합성과 동시에 탄소나노튜브에 도포할 수 있는 새로운 합성법을 제시한다.
탄산염광물인 방해석과 아라고나이트는 화학식 CaCO3인 동질이상광물이다. 본 연구에서 사용된 pH 상승용 중화제는 자연산 석회암과 아라고나이트, 방해석으로 구성된 가리비(scallop)와 아라고나이트로 구성된 바지락(clam) 패각이다. 실험에 사용한 인공산성배수의 중금속은 Cd, Cu, Fe, Mn, Zn이다. 실험결과에 의하면, pH상승 효과는 방해석과 아라고나트계열 모두 자연산 광석보다 패각이 더 높다. Cd 제거에 가장 적당한 매질은 자연산 방해석과 가리비(방해석)이며 Cu와 Fe는 4개 시료 모두 95% 이상의 높은 효율을 나타내었다. Zn은 아라고나이트와 바지락(아라고나이트)이 효율이 높으며, Mn은 4개의 매질 모두 50% 이하로 낮다. 중금속 제거 효율은 Mn을 제외하고 90% 이상이며 Fe > Cu > Cd > Zn > Mn 순이다.
Kawazoe는 1997년 p-type TOS를 만들기 위해서는 3가지가 충족되어야 한다고 언급한바 있다. 첫 번째, 가시광영역에서 투명하기 위해서 cation의 d10s0이 가득 차야 한다. 가득 차지 않은 d10 shell은 광 흡수가 가능하여 투과도를 떨어뜨린다. N-type을 예로 들어 ZnO, TiO, In2O3가 각각 Zn2+, Ti4+, In3+가 되어 d shell을 가득 차게 만드는 것을 볼 수 있다. 두 번째, cation d10s0 shell은 산소의 2p shell과 overlap 되어야 한다. 이 valence band는 홀 전도를 더욱 좋게 한다. 예를 들어 Cu1+(3d), Ag1+(4d)가 해당한다. 세 번째로, 양이온과 산소간의 공유결합을 강하게 하기 위해서 결정학적 구조는 매우 중요하다. Delafossite 구조는 산소가 pseudo-tetrahedral 구조로서 공유결합에 유리하다. 이러한 환경은 O2- (2p6)을 형성하고 홀의 이동도를 증가시킨다. 예를 들어 Cu2O의 경우 앞의 2가지를 만족시키지만 광학적 특성에서 좋지 않다. 그 이유가 3번째 언급한 결정학적인 요인에 있다. 결정 계의 환경은 Cu2O를 따라가면서 3차원적인 연결을 2차원적으로 변형된 delafossite 구조에서는 quantum well이 형성되어 band gap이 커진다. 본 연구에서는 전기적 이방성을 가지고 있는 delafossite CuCrO2 상에서 우선배향을 일으키는 인자 중 기판을 변화시켜 실험을 진행하였다. 결과적으로 기판변화를 통해 우선배향조절이 가능하였으며 CuCrO2 박막을 시켰으며, 결정방향에 따른 전기적 물성의 이방성에 관한 연구는 계속 진행 중에 있다. c-plane sapphire 기판위에는 [00l]로 성장하는 반면, c-plane STO 기판 위에는 [015] 방향으로 성장하는 것을 확인하였다. 이러한 원인은 기판과 증착되는 박막간의 mismatch를 최소화 하여 strain을 줄이고, 계면에서의 Broken boning 수를 줄여 계면에너지를 낮추는 방법이기 때문일 것으로 예상된다. C-plane sapphire 기판위에 증착될 경우 증착온도가 증가함에 따라 c-축으로의 성장이 온전해지며 이에 따라 캐리어농도의 감소와 모빌리티의 증가가 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다. 반면 c-plane STO 기판에서는 증착온도에 따른 박막의 배향변화가 없으며 전기적 물성 변화 또한 비교적 작은 것을 간접적으로 확인하였다.
동해안의 임원, 새해안의 반월, 그리고 남해안의 진해만과 여수 등지에서 진주담치 시료를 채취하여 생체에 함유되어 있는 중금속함량을 1981∼82년에 걸쳐 조사하였다. 조사한 중금속은 Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Mn, Fe 등 7가지 였다. 시료채취시 시료는 깨끗한 해수에 담가 청장(depuration) 시키는 것이 좋으며 시간은 48시간 정도가 적당하였다. 진주담치 중의 중금속함량은 임원 해역의 자연산이 Cd, Cr, Cu 등이 특히 높았으나 Mn과 Fe 등은 조사 지역 중에서 가장 낮았다. 반면에 여수는 Pb, Mn, Fe 등의 함량이 높은 것으로 나타났다. 진해만 에서는 마산만 입구의 양식 진주담치도 중금속함량이 비교적 낮은 것으로 조사되었다. 그리고 중금속들은 Cu를 제외하고는 진주담치가 성장해 감에 따라 건증량 농도가 감소하는 것으로 나타났다.
The water soluble quantum dots (QDs) are synthesized by the phase transfer and silica coating reaction. The photoluminescence intensity of silica-coated QDs are mainly affected by the amount of phase transfer agent, SDS (sodium dodecyl sulfate), and the maximum value is obtained at the cmc (critical micell concentration) concentration of SDS in the phase transfer reaction. Based on fluorescence spectra and field emission transmission electron microscope (FETEM), the energy transfer rate by forster resonance energy transfer (FRET) is increasing with the thickness of the silica shell coated on CdSe/ZnS QDs.
Conjugated nanocrystals using CdSe/ZnS core/shell nanocrystal quantum dots modified by organic linkers and glucose oxidase (GOx) were prepared for use as biosensors. The trioctylphophine oxide (TOPO)-capped QDs were first modified to give them water-solubility by terminal carboxyl groups that were bonded to the amino groups of GOx through an EDC/NHS coupling reaction. As the glucose concentration increased, the photoluminescence intensity was enhanced linearly due to the electron transfer during the enzymatic reaction. The UV-visible spectra of the as-prepared QDs are identical to that of QDs-MAA. This shows that these QDs do not become agglomerated during ligand exchanges. A photoluminescence (PL) spectroscopic study showed that the PL intensity of the QDs-GOx bioconjugates was increased in the presence of glucose. These glucose sensors showed linearity up to approximately 15 mM and became gradually saturated above 15 mM because the excess glucose did not affect the enzymatic oxidation reaction past that amount. These biosensors show highly sensitive variation in terms of their photoluminescence depending on the glucose concentration.
We have investigated the washing method of as-synthesized CdSe/ZnS core/shell structure quantum dots (QDs) and the effective surface passivation method of the washed QDs using PMMA. The quantum yield (QY%) of as-synthesized QDs decreases with time, from 79.3% to 21.1%, owing to surface reaction with residual organics. The decreased QY% is restored to the QY% of as-synthesized QDs by washing. However, the QY% of washed QDs also decreases with time, owing to the absence of surface passivation layer. On the other hand, the PMMA-treated QDs maintained a relatively higher QY% after washing than that of the washed QDs that were kept in toluene solution for 30 days. Formation of the PMMA coating layer on CdSe/ZnS QD surface is confirmed by HR-TEM and FT-IR. It is found that the PMMA surface coating, when combined with washing, is useful to be applied in the storage of QDs, owing to its long-term stability.
$SO_2$ 가스 반응제로 사용되는 석회석의 대체 가능 물질로서 굴 패각의 광물학적 화학적 특성을 알아보았다. 생장환경에 따른 굴 패각의 특성을 파악하기 위하여 태안지역 및 통영지역의 굴 패각을 석회석과 비교하였고 추가로 보령 및 여수 지역의 굴 패각을 연구하였다. XRD 분석 결과 굴 패각은 아라고나이트로 구성되어 있는 폐각근 접합 부분 및 인대(ligament) 접합부분을 제외하고 방해석으로 구성되어 있으며 불순물로서 나타나는 해양 퇴적물이 패각 내 표면에 존재하거나 일부 패각 내 포유물 형태로 나타나기도 했다. 불순물 중 하나인 패각 표면의 따개비의 경우도 방해석으로 이루어져 있어 소성에 영향을 주지는 않을 것으로 판단된다. 현미경 관찰을 통하여 굴 패각의 미세구조를 파악할 수 있었다. 패각은 크게 각주층, 진주층, 초크층으로 구성되어 있는데 패각이 가장 큰 통영 굴 패각은 콘키올린(conchiolin)이라 불리는 단백질을 일부 함유하는 각주층과 진주층의 두께가 가장 작았으며 작은 크기의 태안 굴 패각의 경우 각주층과 진주층 두께가 가장 두꺼운 것으로 나타났다. 중간 크기의 패각 크기를 갖는 보령과 여수 굴 패각은 그 층들이 두 패각의 중간정도의 두께를 보여주었다. 이는 계속 바닷물 속에서 양식하는 통영과 조간대에서 공기와 바닷물 속에서 양식하는 태안의 생장 환경 차이로 판단된다. 굴 패각들은 석회석과 달리 상대적으로 높은 인과 황 함량을 보여주는데 이는 패각 내의 단백질에 의한 것이며 패각을 구성하고 있는 세 개의 층은 Mg 함량을 포함하여 일부 상이한 화학성분을 갖고 있기도 했다. 미량성분의 경우 패각의 경우 석회석 보다 Li의 함량이 상대적으로 많았으며 이는 바닷물 성분의 영향을 받았을 것으로 생각된다. 각 산지별 패각에서는 Zn의 함량 변화가 가장 커서 Zn의 함량은 생성환경에 가장 영향을 많이 받는 미량원소로 판단된다.
Heavy metal concentration/distribution in sediments and bivalves from the tidal flats in Saemankeum coastal area, western Korea, were investigated, Among 6 sampling sites, S2, S5 and S6 showed the higher levels of Zn, Cr, Ni, Cu and Cd contamination and S1 did the higher level of Pb contamination than other sites, while S-4 showed the lowest levels of these metal contamination. Overally, the levels of Zn, Cu and Pb concentrations in Sinonovacula constricta were estimated to be relatively high. The shell lengths of the collected mussels were linearly related to their dry weights of the whole soft parts, but the mussels collected from S3 were in a poor nutrition, resulting in the distinctively high levels of metal concentrations in the body. It was shown that in S. constricta, Cr, Ni, Cu and Zn are distributed equally into the whole soft parts or a little more into the flesh, after absorption, while Fe, Cd, Pb and Mn are transferred more into the non-flesh parts than into the flesh parts. In S. constricta, the heavy metal concentrations in the flesh increase with those in the whole soft parts. The bioaccumulation factors(heavy metal concentration in S. constricta/heavy metal concentration in sediment) showed that, of the examined metals, Cd is the most cumulative in the body of S. constricta, followed by Zn and Cu, while Mn, Cr, Ni and Pb are not cumulative.
Nanofibers, one of various one-dimensional nanomaterials such as nanorods, nanowires and nanotubes have been successfully synthesized by many groups in recent years and their applications to chemical sensors, catalytic filters and biomedicine, etc. are extensively tested. In particular, there is a possibility that chemical sensors based on oxide nanofibers can overcome the shortcomings of chemical sensors based on single nanowires. In order to prepare oxide nanofibers, the electrospinning method is most widely used. In this work, we synthesized various oxide nanofibers including ZnO, SnO2 and CuO by employing an electrospinning method and various shapes of nanofibers including core-shell nanofibers and hollow nanofibers as well. The response properties of the various nanofibers to oxidizing and reducing gaseous species have been investigated systematically. The normal oxide nanofibers showed high sensitivity and quite fast response time to many gaseous species. Furthermore, derivatives of normal nanofibers including hollow nanofibers, core-shell nanofibers and heterostructured nanofibers display much superior sensing properties. These results hold promise for the practical application of oxide nanofibers to chemical sensors. In addition, the sensing mechanisms operated in the nanofibers will be discussed in detail.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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