• Advances in materials Research
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• 제2권2호
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• pp.77-91
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• 2013

High quality nanoparticles of neodymium barium niobium ($NdBa_2NbO_6$) perovskites have been synthesized using an auto ignition combustion technique for the first time. The nanoparticles thus obtained have been characterized by powder X-ray diffraction, thermo gravimetric analysis, differential thermal analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and transmission electron microscopy. UV-Visible absorption and photoluminescence spectra of the samples are also recorded. The structural analysis shows that the nano powder is phase pure with the average particle size of 35 nm. The band gap determined for $NdBa_2NbO_6$ is 3.9 eV which corresponds to UV-radiation for optical inter band transition with a wavelength of 370nm. The nanopowder could be sintered to 96% of the theoretical density at $1325^{\circ}C$ for 2h. The ultrafine cuboidal nature of nanopowders with fewer degree of agglomeration improved the sinterability for compactness at relatively lower temperature and time. During the sintering process the wide band gap semiconducting behavior diminishes and the material turns to a high permittivity dielectric. The microstructure of the sintered surface was examined using scanning electron microscopy. The striking value of dielectric constant ${\varepsilon}_r=43$, loss factor tan ${\delta}=1.97{\times}10^{-4}$ and the observed band gap value make it suitable for many dielectric devices.

• 한국재료학회지
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• 제31권9호
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• pp.481-487
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• 2021

ZnO particles are successfully synthesized at 150 ℃ for 30 min using zinc acetate as the Zn source and 1,4-butanediol as solvent using a relatively facile and convenient glycol process. The effect of ammonium hydroxide amounts on the growth behavior and the morphological evolution of ZnO particles are investigated. The prepared ZnO nanoparticle with hexagonal structure exhibits a quasi-spherical shape with an average crystallite size of approximately 30 nm. It is also demonstrated that the morphology of ZnO particles can be controlled by 1,4-butanediol with an additive of ammonium hydroxide. The morphologies of ZnO particles are changed sequentially from a quasi-spherical shape to a rod-like shape and a hexagonal rod shape with a truncated pyramidal tip, exhibiting preferential growth along the [001] direction with increasing ammonium hydroxide amounts. It is demonstrated that much higher OH^- amounts can produce a nano-tip shape grown along the [001] direction at the corners and center of the (001) top polar plane, and a flat hexagonal symmetry shape of the bottom polar plane on ZnO hexagonal prisms. The results indicate that the presence of NH⁴⁺ and OH^- ions in the solution greatly affects the growth behaviors of ZnO particles. A sharp near-band-edge (NBE) emission peak centered at 383 nm in the UV region and a weak broad peak in the visible region between 450 nm and 700 nm are shown in the PL spectra of the ZnO synthesized using the glycol process, regardless of adding ammonium hydroxide. Although the broad peak of the deep-level-emission (DLE) increases with the addition of ammonium hydroxide, it is suggested that the prominent NBE emission peaks indicate that ZnO nanoparticles with good crystallization are obtained under these conditions.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.98-103
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• 2011

Photocatalysis using UV light and catalysts is an attractive low temperature and non-energy- intensive method for remediation of a wide range of chemical contaminants like chloroform (CF). Recently development of environmental friendly and sustainable catalytic systems is needed before such catalysts can be routinely applied to large-scale remediation or drinking water treatment. Titanium dioxide is a candidate material, since it is stable, highly reactive, and inexpensive. Diatoms are photosynthetic, single-celled algae that make a microscale silica shell with nano scale features. These diatoms have an ability to biologically fabricate $TiO_2$ nanoparticles into this shell in a process that parallels nanoscale silica mineralization. We cultivated diatoms, metabolically deposited titanium into the shell by using a two-stage photobioreactor and used this biogenic $TiO_2$ to this study. In this study we evaluated how effectively biogenic $TiO_2$ nanoparticles transform CF compared with chemically-synthesized $TiO_2$ nanoparticlesthe and effect of pretreatment of diatom-produced $TiO_2$ nanoparticles on photocatalytic transformation of CF. The rate of CF transformation by diatom-$TiO_2$ particles is a factor of 3 slower than chemically-synthesized one and chloride ion production was also co-related with CF transformation, and 79~91% of CF mineralization was observed in two $TiO_2$ particles. And the period of sonication and mass transfer due to particle size, evaluated by difference of oxygen tention does not affect on the CF transformation. Based on the XRD analysis we conclude that slower CF transformation by diatom-$TiO_2$ might be due to incomplete annealing to the anatase form.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.185-189
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• 2011

본 연구에서는 화학적 공침법을 적용하여 가스상 이산화탄소 분해를 위한 나노크기의 M-페라이트(M=Co, Ni, Cu, Zn)를 제조하였다. 열중량 분석 결과, 시험제조한 모든 시료의 최고 무게 감소율은 $350^{\circ}C$ 미만에서 발생하였다. 소성온도가 증가할수록 결정형은 우수하여 표면촉매활성화를 기대할 수 있지만, 입자결정의 크기가 크고, 비표면적이 낮은 페라이트가 합성됨을 알 수 있었다. FT-IR 분석으로부터 $375{\sim}406cm^{-1}$의 범위에서 octahedral site에 착화물이 존재함을 확인 할 수 있었으며, 이는 페라이트 내 스피넬 구조가 형성되어 있음을 보여주는 것이라고 믿는다. 본 연구로부터 얻은 이산화탄소 분해반응을 위한 금속페라이트의 최적 열처리 온도는 $500^{\circ}C$인 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.487-501
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• 2023

Nanoparticles have lower size and larger specific surface area, good stability and less toxic and side effects. In recent years, with the development of nanotechnology, its application range has become wider and wider, especially in the field of biomedicine, which has received more and more attention. Bone defect repair materials with high strength, high elasticity and high tissue affinity can be prepared by nanotechnology. The purpose of this paper was to study how to analyze and study the composite materials for sports bone injury based on multifunctional nanomaterials, and described the electrospinning method. In this paper, nano-sized zirconia (ZrO₂) filled micro-sized hydroxyapatite (HAP) composites were prepared according to the mechanical properties of bone substitute materials in the process of human rehabilitation. Through material tensile and compression experiments, the performance parameters of ZrO₂/HAP composites with different mass fraction ratios were analyzed, the influence of filling ZrO₂ particles on the mechanical properties of HAP matrix materials was clarified, and the effect of ZrO₂ mass fraction on the mechanical properties of matrix materials was analyzed. From the analysis of the compressive elastic modulus, when the mass fraction of ZrO₂ was 15%, the compressive elastic modulus of the material was 1222 MPa, and when 45% was 1672 MPa. From the analysis of compression ratio stiffness, when the mass fraction of ZrO₂ was 15%, the compression ratio stiffness was 658.07 MPa·cm³/g, and when it was 45%, the compression ratio stiffness is 943.51MPa·cm³/g. It can be seen that by increasing the mass fraction of ZrO₂, the stiffness of the composite material can be effectively increased, and the ability of the material to resist deformation would be increased. Typically, the more stressed the bone substitute material, the greater the stiffness of the compression ratio. Different mass fractions of ZrO₂/HAP filling materials can be selected to meet the mechanical performance requirements of sports bone injury, and it can also provide a reference for the selection of bone substitute materials for different patients.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.161-165
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• 2011

본 연구는 수계에서 오랜 시간 동안 안정한 생체적합 금 나노업자의 제조에 관한 것으로, 환원제와 안정제의 역할을 동시에 수행하는 폴리에틸렌이민을 이용해 응집성이 낮은 초미립 폴리에틸렌이민 금 나노입자를 상온의 수용액 상에서 합성하였다. 폴리에틸렌이민 금 나노입자의 평균 입자크기는 8~12 nm이었고, 수계의 나노콜로이드 %에서 50nm 내외의 클러스터를 형성하였으며, 매우 뛰어난 안정성을 보였다. 상대적으로 낮은 금속 전구체의 농도에서 나노입자를 제조하였을 때, 입자의 크기가 두드러지게 감소하는 경향을 나타내었다. 폴리에틸렌이민-금 나노입자의 X-선 회절분석 결과, 금에서 나타나는 전형적인 결정 피크가 발견되었다. 또한 세포배양실험 결과, 폴리에틸렌이민과는 달리 폴리에틸렌이민-금 나노입자는 98%의 세포 생존율을 보여 세포독성은 거의 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 합성된 폴리에틸렌이민-금 나노입자는 CT 조영제 등으로의 활용이 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제30권2호
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• pp.191-201
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• 2020

사회의 급속한 발전과 함께 수반되는 환경오염이 인간의 건강을 위협하는 커다란 위험인자로 인식되기 시작하면서 공기오염을 억제하기 위한 노력과 공기오염에 의해 유발되는 여러 질환을 억제 및 치료하기 위한 연구개발이 급속히 증가하고 있다. 인간 건강에 나쁜 영향을 주는 공기오염의 주된 원인중의 하나인 미세먼지는 (particulate matter, PM) 크기에 따라 일반미세먼지와(PM₁₀) 초미세먼지(PM_2.5)로 나누어 질 수 있으며, 호흡기, 소화기, 및 피부에 흡수 및 부착되어 이상 면역반응을 유발하여 만성호흡기질환, 당뇨병 및 면역질환등을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그동안 인류의 건강을 위해 미세먼지의 발생을 억제하기 위한 범 국가적 노력과 함께 미세먼지의 유해성을 증명하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 총설에서는 여러 인체질환에 있어서 미세먼지가 미치는 유해성을 중심으로 소개하고 미세먼지의 생물학적 위험성을 평가하는 세포 및 동물실험법에 대해 요약하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.40-47
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• 2017

가연성 분진이 제조 취급되는 공정에서의 분진폭발 위험성은 항상 존재한다. 그러나 산업현장에서 취급되는 분진에 대한 분진폭발 특성 정보는 아주 미흡한 실정으로 사업장에서는 화학사고 예방대책 수립에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 입도분포가 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)에 대한 분진폭발 특성을 실험적으로 조사하였으며, NFPA 499 Code를 적용하여 MWCNT 제조 취급 공정의 분진폭발 위험장소 구분을 검토하였다. 그 결과 평균입도가 $124.2{\mu}m$인 MWCNT 1의 $P_{max}$, $K_{st}$, LEL, MIE, 및 MIT는 각각 6.3 bar, $56bar{\cdot}m/s$, $125g/m^3$, 1000 mJ 초과 및 $650^{\circ}C$ 초과로 나타났다. 평균입도가 $293.5{\mu}m$인 MWCNT 2의 $P_{max}$, $K_{st}$, LEL, MIE, MIT는 각각 6.2 bar, $42bar{\cdot}m/s$, $100g/m^3$, 1000 mJ 초과 및 $650^{\circ}C$ 초과로 나타났다. NFPA 499 Code에 따른 MWCNT 1, 2의 폭발강도와 점화감도는 각각 0.35와 0.01 미만으로 나타났기 때문에 MWCNT는 NFPA 499 Code에서 제시된 분진폭발 위험장소로 구분하여야 하는 가연성 분진으로 분류되지 않았다.

• 한국자기학회지
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• 제24권3호
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• pp.81-85
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• 2014

$BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ 나노복합체 페라이트는 솔-젤 연소법으로 합성하였고, 합성된 나노복합체 페라이트를 $600{\sim}900^{\circ}C$ 범위에서 1시간 동안 하소하였다. XRD 분석 결과, 경자성/연자성 나노복합체에서 경자성과 연자성이 공존하고 있음을 확인하였다. 나노복합체의 입자크기는 90 nm보다 작게 나타났다. 나노복합체는 단일 페라이트의 hysteresis 곡선과 같은 모양을 나타내었으며, 이로서 경자성과 연자성 사이에 exchange coupling이 잘 되었음을 확인할 수 있었다. 경자성/연자성 나노복합체 페라이트의 포화자화 값은 연자성보다 낮고 경자성보다 높았다. 잔류자화 값은 경자성과 연자성보다 크게 나타났고, 전체적으로 $(BH)_{max}$이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.161-169
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• 2000

CdS-$TiO_2$ 필름형 복합 광촉매계를 이용하여 물로부터 수소의 제조시, 촉매입자의 물리 화학적 특성변화에 따른 광전류값과 수소발생속도 등 촉매활성과의 상관성을 조사하였다. 졸-겔법에 의해 상온에서 얻어진 CdS 및 $TiO_2$ nano-sol을 $240^{\circ}C$에서 수열처리하여 물성제어를 하였으며, 캐스팅법에 의해 입자막으로 제조하였다. 광전기화학적으로 측정한 입자막전극의 광전류값 및 광화학적으로 측정한 수소발생속도는 각 입자의 결정형, 입자크기 및 Cds/$TiO_2$ 몰비 등에 따라 1.2~2.6 mA/cm2, $1.0{\sim}1.6{\times}10-3mol/hr$의 범위에서 변화하였다. 본 CdS계 가시광형 촉매의 활성은 입자막을 구성하는 각 CdS, $TiO_2$ 일차입자의 물성과 상호 작용에 크게 좌우됨을 알 수 있었으며, 순수 CdS계에 비해 현저한 광안정성의 증가를 보여 주었다.