• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.252-257
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• 2011

본 연구 그룹은 6H-SiC (0001)에서 성장시킨 그라핀 층에 흡착된 퓨란(furan)의 고리 형성과 전자적 성질을 원자 힘 현미경(Atomic Force Microscope : AFM), C K-edge에 대한 Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) 스펙트럼, 핵심부 준위 광전자 분광스펙트럼(Core-level Photoemission Spectroscopy : CLPES)을 이용하여 연구했다. 우리는 그라핀위에 흡착된 퓨란 분자들이 화학적 도핑이 가능한 산소기의 홀 전자쌍을 통하여 그라핀의 특성을 조절할 수 있는 화학적 기능화에 이용될 수 있다는 것을 알아냈다. 또한, 퓨란이 자발적으로 세 가지의 다른 결합 구조들 중 하나로 고리를 형성한다는 것과 그라핀 위에 퓨란에 의해 형성된 고리의 전자적 성질들이 AFM, NEXAFS, CLPES를 이용하여 각각 설명될 수 있다는 것을 보여주었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권8호
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• pp.2643-2647
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• 2011

Efficient ditopic receptor, uranyl(II) N,N'-(ethylenedioxy)benzenebis(salicylideneimine) (3) for beryllium ion has been obtained upon functionalization of 1,2-ethylenedioxybenzene (1) with a uranyl-salphen (salphen = N,N'-phenylenebis(salicylideneimine)) unit. Binding affinities of the receptor, 3 in AN-DMSO (v/v 95:5) solution have been measured for alkali and alkaline earth metal ions by conductometry comparing 1. The results showed that both monotopic 1 and ditopic receptor 3 were selective for $Be^{2+}$ ions over other cations, while especially 3 that can complex both with cations (coordinated to basic oxygen of ethylenedioxybenzene) and anions (coordinated to the Lewis acidic uranyl center) results in an increase of the stability constants by a factor of $10^{2.42}$ with respect to 1. Furthermore, the $Be^{2+}$-3 interactions are demonstrated by $^1H$ NMR experiments in highly polar solvent medium, DMSO-$d_6$. Higher selectivities were also observed for $Be^{2+}$ when the ditopic receptor, 3 was incorporated into PVC membranes and tested as ion selective electrodes at neutral pH.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.97-102
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• 2018

본 연구에서는 높은 민감성을 가진 측방유동면역분석(lateral flow immunoassay) 스트립 센서를 제작하기 위하여 mercaptoundecanoic acid (MUA)와 L-lysine 단분자를 사용하여 금나노입자 표면을 개질할 수 있는 합성법을 개발하였다. 균일한 사이즈의 금나노입자를 합성하기 위하여 Turkevich-Frens 합성법을 이용하였으며 $16.7{\pm}2.1nm$ 크기의 금나노 입자를 제조하였다. 기능화된 금나노입자의 특성을 확인하기 위하여 투과전자현미경(TEM), 자외선-가시광선 분광광도계(UV-vis spectroscopy), X선 광전자분광기(XPS), 푸리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)를 사용하여 분석하였다. 금나노입자와 항체 간의 안정적인 접합(conjugation)을 위한 pH 및 항체의 농도 조건은 pH 7.07, 항원의 농도 $10{\mu}g/mL$로 최적화되었다. B형간염 표면항원을 검출하기 위하여 측방유동면역분석 스트립 센서를 제작하였으며, 표면개질된 금나노입자로 제작된 면역스트립 센서에서 10 ng/mL로 낮은 검출한계를 나타내었으며, 이는 기능화되지 않은 금나노입자 기반 면역스트립센서의 100 ng/mL보다 높았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.562-562
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• 2012

Recently, graphene and graphene-based materials such as graphene oxide (GO) or reduced graphene oxide (R-GO) draws a great attention for electronic devices due to their structures of one atomic layer of carbon hexagon that have excellent mechanical, electrical, thermal, optical properties and very high specific surface area that can be high potential for chemical functionalization. R-GO is a promising candidate because it can be prepared with low-cost from solution process by chemical oxidation and exfoliation using strong acids and oxidants to produce graphene oxide (GO) and its subsequent reduction. R-GO has been used as semiconductor or conductor materials as well as sensing layer for bio-molecules or ions. In this work, reduced graphene oxide field-effect transistor (R-GO FET) has been fabricated with ITO extended gate structure that has sensing area on ITO extended gate part. R-GO FET device was encapsulated by tetratetracontane (TTC) layer using thermal evaporation. A thermal annealing process was carried out at $140^{\circ}C$ for 4 hours in the same thermal vacuum chamber to remove defects in R-GO film before deposition of TTC at $50^{\circ}C$ with thickness of 200 nm. As a result of this process, R-GO FET device has a very high stability and durability for months to serve as a transducer for sensing applications.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권1호
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• pp.35-38
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• 2014

Herein, we report on the preparation of red fluorescent Si nanoparticles stabilized with styrene. Nano-sized Si particles emit fluorescence under UV excitation, which could be used to open up new applications in the fields of optics and semi-conductor research. Unfortunately, conventional methods for the preparation of red fluorescent Si nanoparticles suffer from the lack of a fully-established standard synthesis protocol. A common initial approach during the preparation of semi-conductors is the etching of crystalline Si wafers in a HF/ethanol/$H_2O$ bath, which provides a uniformly-etched surface of nanopores amenable for further nano-sized modifications via tuning of various parameters. Subsequent sonication of the etched surface crumbles the pores on the wafer, resulting in the dispersion of particles into the solution. In this study, we use styrene to occupy these platforms to stabilize the surface. We determine that the liberated silicon particles in ethanol solution interact with styrene, resulting in the substitution of Si-H bonds with those of Si-C as determined via UV photo-catalysis. The synthesized styrene-coated Si nanoparticles exhibit a stable, bright, red fluorescence under excitation with a 365 nm UV light, and yield approximately 100 mg per wafer with a synthesis time of 2 h. We believe this protocol could be further expanded as a cost-effective and high-throughput standard method in the preparation of red fluorescent Si nanoparticles.

• 접착 및 계면
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• 제19권1호
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• pp.19-29
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• 2018

바다에서 서식하는 홍합의 독특한 수중 접착성을 모방하여 개발된 폴리도파민 (polydopamine) 코팅 기술은 2007년 처음 발표된 이래 지난 10년 동안 전세계적으로 매우 크게 발전하였다. 표면 비특이적인 코팅 능력을 통해 이제까지 표면 개질이 어려웠던 다양한 표면을 제한 없이 기능화 할 수 있는 유일한 표면 화학으로 자리 잡았으며, 또한 다양한 반응 조건에서의 코팅 방법이 새롭게 보고되면서, 산업 전반에 걸친 폴리도파민의 응용 범위가 기하급수적으로 넓어지고 있다. 한편, 밝혀지지 않은 폴리도파민의 복잡한 화학적 구조와 형성 반응 메커니즘에 관한 재료화학적 기초 연구도 지속적으로 보고되고 있으며, 폴리도파민의 전구체인 도파민 (dopamine)과 유사한 분자 구조를 가지는 다양한 카테콜아민 (catecholamine) 화합물과 폴리페놀 (polyphenol)의 표면 코팅 능력이 새로이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는, 지난 10년 동안 전세계적으로 급속한 발전을 이룬 폴리도파민의 특성 및 응용 분야에 대해 살펴보고, 이를 통해 폴리도파민의 표면 화학 분야에서의 의의와 가능성에 대해 논의하고자 한다.

• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.308-313
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• 2017

본 연구에서는 Graphite Felt (GF) 전극의 표면에 산소와 질소의 도핑을 통하여 전기화학적 특성을 개선하고, 이의 촉매화학적 효과를 바나듐 레독스 흐름전지의 양극과 음극의 특성비교를 통하여 관찰하였다. 탄소전극 표면의 산소와 질소 동시 도핑은 GF 샘플을 773 K에서 암모니아-공기 ($NH_3=50%$, $O_2=10%$) 혼합가스에 노출시켜 Chemical Vapor Deposition (CVD) 방법으로 제조하였다. 이러한 산소-질소 동시 도핑의 전기화학적 효과는 산소만으로 도핑 처리된 GF 샘플과 비교하여 분석, 평가하였다. 탄소전극 샘플들의 표면 구조와 화학적 조성은 Scanning Electron Microscopy (SEM)와 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 방법을 통하여 분석하였다. 결과물로 얻어진 탄소전극은 바나듐 레독스-흐름전지의 양극과 음극에 동시 적용하여 충-방전 사이클을 진행하고, 각 전극이 흐름전지의 효율과 양극과 음극에서의 전기화학적 특성에 미치는 효과를 비교하여 분석하였다. 산소와 질소의 동시 도핑으로 처리된 GF 전극은 산소만으로 활성화된 전극에 비하여 흐름전지의 전압 및 에너지 효율에서 2% 이상의 향상 효과를 보여주었다. 특히, 탄소전극 표면의 산소-질소의 동시 도핑은 음극반응에서 우수한 전기화학적 특성을 유도하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.574-581
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• 2016

본 연구에서는 탄소나노튜브에 다양한 아미노산과 알데히드의 1,3-dipolar cycloaddition 반응을 통해 pyrrolidine 고리를 도입하여 기능화된 탄소나노튜브를 합성하였다. 기능화된 탄소나노튜브에 메탈로센 촉매를 담지하였고 in-situ 에틸렌 중합을 통해 탄소나노튜브/폴리에틸렌 복합체를 합성하였다. 글리신과 벤즈알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Gly+BA-CNT)에 담지된 메탈로센 촉매는 낮은 지르코늄 함량에도 불구하고 높은 지르코늄 함량을 나타내는 N-benzyloxycarbonylglycine과 파라포름알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Z-Gly+PFA-CNT)에 담지된 촉매와 유사한 중합 활성을 보였다. N-Benzyloxycarbonylglycine과 파라포름알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Z-Gly+PFA-CNT)에 담지된 메탈로센 촉매의 경우 촉매 활성점의 분포가 조밀하여 에틸렌 중합 시 활성점으로 에틸렌 모노머와 공촉매 MAO가 확산하는데 입체적 방해를 주기 때문이다. 균일계 메탈로센 촉매로 생성된 폴리에틸렌과 비교하여 표면 기능화된 탄소나노튜브에 메탈로센을 담지한 촉매로 생성된 CNT/PE 복합체는 높은 분해 개시 온도($T_{onset}$)와 최대 중량 감소 온도($T_{max}$)를 가진다. 이는 pyrrolidine 고리가 기능화된 CNT는 PE 매트릭스 내에 균일하게 분산되고 CNT와 고분자 간의 강한 상호작용으로 인해 열적 안정성이 향상된 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.65-72
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• 2019

본 연구에서는 PPO 이온선택성 용액과 이온교환수지의 혼합비율을 달리하여 캐스팅법으로 불균질 이온교환막을 제조하였고 이를 이용하여 불균질 바이폴라막을 제조하였다. 불균질 양이온교환막 및 음이온교환막의 함수율은 각각 60~80% 이었고이온교환용량은 2.81~3.26 meq/g, 2.31~2.74 meq/g 이었으며전기저항은 $1.65{\sim}1.45{\Omega}{\cdot}cm^2$, $1.55~1.05{\Omega}{\cdot}cm^2$이었다. 또한 불균질 이온교환막의 최대 수지함량은 60 wt% 이었다. 불균질 바이폴라막의 인장강도는 관능화 전 PPO 수지의 인장강도($700Kg_f/cm^2$) 보다 모두 낮았고, 촉매층이 형성된 불균질 바이폴라막의 인장강도는 무촉매 불균질 바이폴라막보다 인장강도가 낮았다. 또한 촉매층이 형성된 불균질 바이폴라막의 물분해 전압은 최소 1.7~1.8 V, 최대 3.9~4.0 V로 낮고 매우 안정적이었고, 무촉매 불균질 바이폴라막의 물분해 전압은 3.8~4.0 V로 일정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.407-413
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• 2022

본 연구는 생체 모방 폴리아민 복합체를 통해 아민 그룹(amine group)이 기능화 되고 크기 조절이 간편한 실리카 나노입자의 합성 방법에 관한 것이다. 먼저, 실리카 나노입자를 합성하기 위한 촉매로써 polyallylamine hydrochloride(PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 폴리아민 나노 복합체를 형성하였다. 복합체의 크기는 pH 조건에 따라 가역적인 조절이 가능하다. 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 다량의 아민 그룹들은 silicic acid의 축합(condensation) 반응을 촉매 하며, 결과적으로 실리카 나노입자를 매우 빠른 시간 내에 합성할 수 있다. 최종적으로 pH 조건에 따라 다양한 크기를 갖는 실리카 나노 입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 합성 과정에서 촉매 역할을 하는 PAH는 나노입자의 내부 및 표면에 함입되고 합성된 실리카 나노입자의 표면에 아민 그룹이 노출된다. 본 방법은 실리카 나노입자의 합성과 표면개질이 동시에 이루어지며, 아민 그룹이 도입된 실리카 나노입자를 다양한 크기로 조절하여 손쉽게 합성할 수 있다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 기존의 합성법 보다 온화한 조건 하에서 단시간 내에 실리카 나노입자를 합성할 수 있으며, 생체 공학 및 재료 분야에서 적용되어 넓게 활용될 수 있다.