Silicon quantum dots (Si QDs) in a superlattice for high efficiency tandem solar cells were fabricated by magnetron rf sputtering and their characteristics were investigated. SiC/Si1-xCx superlattices were deposited by co-sputtering of Si and C targets and annealed at 1000˚C for 20 minutes in a nitrogen atmosphere. The Si QDs in Si-rich layers were verified by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction. The size of the QDs was observed to be 3-6 nm through high resolution TEM. Some crystal Si and -SiC peaks were clearly observed in the grazing incident X-ray diffractogram. Raman spectroscopy in the annealed sample showed a sharp peak at 516 cm-1 which is an indication of Si QDs. Based on the Raman shift the size of the QD was estimated to be 4-6 nm. The volume fraction of Si crystals was calculated to be about 33%. The change of the FT-IR absorption spectrum from a Gaussian shape to a Lorentzian shape also confirmed the phase transition from an amorphous phase before annealing to a crystalline phase after annealing. The optical absorption coefficient also decreased, but the optical band gap increased from 1.5 eV to 2.1 eV after annealing. Therefore, it is expected that the optical energy gap of the QDs can be controlled with growth and annealing conditions.

Polyvinyl acetate (PVAc) prepared by emulsion polymerization has broad applications for additive such as paint binder, adhesive for wood and paper due to its low glass transition temperature which help to plasticize substrate resins. Since emulsion polymerization has a disadvantage that surfactant and ionic initiator degrade properties of the product polymer, poly (vinyl acetate-eo-ethyl acrylate) (VAc-EA) was synthesized using potassium persulfate as catalyst and polyvinylalcohol (PVA) as protective colloid to prevent the degradation. The copolymer latex product was internally plasticized and has enhanced adhesion, water resistance during VAc-EA emulsion polymerization. No coagulation and complete conversion occur with the reactant mixture of 10 mmol/L potassium persulfate, 10 mmol/L poly ( vinyl alcohol) (PVA 17). As the concentrations of PVA increase, the viscosity becomes increase.

EAF dust which is contained around 30% of zinc, 15% of iron and 3% of lead individually, is chemically treated by ammonium chloride, ammonia water, ammonia gas and carbon dioxide, and also tested and identified the ratios of the recovery of In by applied the variations of particle size, pH and heating temperature as well, in order to getting optimized recovery of the In metal after performing all of those processes. Experimental results showed that the rate of Zn recovery is 97% when the mixture of 1.3 of NH4Cl/EAF is heated to the temperature of 400℃ and leached by water, and 95% recovery of In when ammonia gas and carbon dioxide is added simultaneously and adjust the 9.5 of pH to the same mixture above. For the purpose of remove the impurities in the mixed sample, which is prepared by the two samples, indicated above showing as the ratio of 95% and 97% recovery, in case of applied the cementation process to it, and also by electrolytic process, produced the In plate of 95~97%, and acquired 99-99.5% of In metal ingot finally by applied the heating process at 470~500℃.

Poly(vinyl chloride)-g-poly(styrene sulfonic acid) (PVC-g-PSSA) 가지형 공중합체를 합성한 후, 이를 이용하여 80℃에서 열적으로 환원하여 은 나노입자를 제조하였다. 반응 시간을 바꿈에 따라 다양한 구조의 은 나노입자를 제조하는데 성공하였다. 1시간 정도의 짧은 반응 시간에서는 가지형 공중합체의 미세 상분리 구조를 크게 변화시키지 않고 5 nm 크기의 작은 은 나노입자가 생성되었다. 5시간 정도의 중간 반응 시간에서는 30 내지 50 nm 정도의 크기를 갖는 은 나노입자가 생성되었다. 18시간 정도의 긴 반응 시간에서는, 은입자가 뭉친 허리케인 모양의 은 집합체가 관찰되었다.

기업은 경쟁우위를 확보하고 지속적인 성장을 이끌기 위해 기술개발을 위한 R&D 투자 및 혁신활동에 집중해야 한다. 그러나, 기업의 이러한 활동은 언제나 성공하는 것이 아니며, 기술개발의 위험도가 높고 이익의 전용가능성이 낮거나 기업내부의 역량이나 자원이 부족할 경우, 기업의 혁신활동은 저해되기 쉽다. 이러한 상황에서 외부파트너와의 연구협력은 이러한 문제들을 해결할 수 있는 좋은 전략이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 한국의 제조업체를 대상으로 각 기업이 기술혁신을 위해 연구협력을 선택할 때 어떤 요인들이 연구 협력결정에 영향을 미치는지를 분석하였다. 이를 위해서 과학기술정책연구원(STEPI)에서 수행한 기술혁신조사 데이터를 활용하였으며, 분석결과 기업의 규모가 클수록, 과거의 연구협력경험이 많을수록, 하이테크 기업에 속한 기업일수록 연구협력을 통해 제품혁신을 수행하는 것으로 나타났으며, 혁신실패의 위험성, 자금조달의 어려움, 조직내부의 역량부족, 외부환경요인 등과 같은 혁신활동저해요소들은 제품혁신활동 수행시 외부와의 연구협력에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.

본 연구는 양성전해질막의 금속이온 특성을 조사하기 위하여 Taurine (TAU)막을 제조하였다. 제조방법으로는 방사선조사법에 의한 Glycidyl methacrylate (GMA)의 중공사막 표면위에 고정시키고, 이후 Taurine의 염기성 부분인 -NH2기(amine fuction)와 GMA의 glycididyl의 개환 반응을 통하여 안정된 막을 형성하도록 하였다. 한편 TAU막과 비교를 위해 GMA가 고정된 중공사 막에 Sodium sulfite로 화학적 결합을 형성 SS막을 제조하였다. 이렇게 제조된 TAU막의 타우린 밀도가 높아져도 투과유속은 0.9 m/h로 변화 없으나, SS막은 술폰산기의 밀도가 높아짐에 따라 투과유속이 급격히 감소하는 것을 나타내었다. 타우린 밀도가 0.8 mmol/g인 막을 사용한 결과 금속이온의 량은 Cu > Cd > Mg > Sb > Pb의 순으로 나타내었다. 전반적으로 타우린막은 전화율과 밀도의 증가에 따라 많은 양의 금속이온 흡착과 높은 투과유속을 나타내었다.

본 연구에서는 지하수 내 질산성 질소 이온을 제거하기 위해 전기투석 공정에 적용가능한 음이온교환 복합막을 제조하였다. 막의 제조를 위해 기본 단량체로 vinyl benzylchloride (VBC)와 styrene (ST), 가교제로 divinylbenzene (DVB), 그리고 개시제 α,α-azobis(isobutyronitrile) (AIBN)으로 이루어진 단량체 용액에 구조적으로 단단한 fabric을 함침한 후 열중합 가교시켜 복합막을 생성한 다음 trimethylamine (TMA)과 acetone을 이용해 음이온 교환기(-N+(CH3)3)를 함유하는 복합막을 제조하였다. 제조한 아민화 완료된 poly(VBC-ST-DVB)/fabric 복합막들의 특성을 알아보고자 막의 함수율, 이온교환 용량(IEC) 및 전기저항을 아스톰사의 상용화 음이온교환막(AMX)과 비교 조사하였다. 그 결과 제조된 막들은 아스톰사의 AMX보다 높은 IEC와 낮은 전기저항 특성을 나타냈다. 또한 제조된 음이온막을 전기투석장치에 설치하여 NaNO3, MgSO4, NaF (각각 100 mg/L) 등의 이온제거 실험을 60분 수행한 결과 NaNO3뿐만 아니라 MgSO4, NaF 이온 등도 1 mg/L 이하까지 잘 제거되었음을 확인할 수 있었으며, 전기투석 15분 전후로 하여 이온전도도값의 변화가 거의 없는 것으로 보아 전기투석 특성을 실험한 결과 전기투석 약 15분 이내에 이온이 제거되었음을 확인할 수 있었다.

다양한 형태의 Polysulfone 막을 MBR공정에 적용하기 위해 제조하였다. 특히 제조공정에 있어서 여러 형태의 에테르형 알코올을 사용 도프용액에 첨가시킴으로써, 공경크기에 미치는 영향력을 조사하였다. 본 연구에서는 공경의 크기는 첨가된 첨가제의 끓는점에 의한 영향력보다는 그들 자체(첨가된 첨가제)의 분자구조에 의한 확산에 더 큰 영향력을 받고 있음을 보여주었다. 분자적으로 methoxy (CH3-O-) < secondary propanol (-CH2-CH(OH)-CH3) < ethoxy (CH3-CH2-O-)의 순으로 공경크기가 커지고 그에 따라 순수투과도 또한 커짐을 보여주었다. 이러한 현상은 첨가된 용매가 분자적으로 ether형 알코올의 bulky한 정도에 따라 공경의 형성이 다른 형태로 나타나고 있음을 보여주고 있다. 본 연구에서는 다양한 형태의 ether형 alcohol를 통하여 바라고자하는 형태(평균 pore size 0.1~0.4 μm)의 MF (microfiltration)막을 제조할 수 있었으며, MBR (membrane bio-reactor)에 적용한 결과 2달 동안 안정되게 운전되었다.

카놀라유, 대두유, 자트로파유와 메탄올을 연속적으로 분리막 반응기에 순환시켜 바이오디젤을 제조하였다. 분리막은 반응기 역할과 반응 생성물로부터 미반응된 유지를 분리하여 고순도의 fatty acid methyl ester (FAME)를 생산하는 역할을 한다. 공칭 세공크기 0.2, 0.5 μm인 정밀여과형 세라믹 관형 분리막을 사용하였다. 운전압력 0.5 bar에서 0.2 μm 정밀여과막에 대한 투과유속은 공급유량 400 mL/min일 경우 15 L/m2·hr이었다. 또한 투과액중 FAME 함량은 0.5 bar에서 가장 높았으며 운전압력이 증가할수록 감소하였다.

세공 크기가 2.6 μm인 SPG (Shirasu porous glass) 막이 설치된 실험실 규모의 막유화 장치를 사용하여 막유화 에멀젼-겔 공정의 변수 조절을 통해 구형상의 실리카 입자를 제조하였다. 막유화 에멀젼-겔 공정의 변수로는 분산상 압력, 연속상 내 안정제 및 유화제의 농도, H2O/TEOS 비율 및 연속상에 대한 분산상의 비율로 설정하고, 이들 변수가 제조된 실리카 입자의 크기와 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 막유화의 공정변수들 중에서 분산상 압력과 연속상에 대한 분산상의 비가 증가할수록 실리카 입자의 크기가 증가하였다. 반면 안정제 및 유화제의 농도, H2O/TEOS 비가 증가할수록 입자의 크기가 감소하였다. 막유화 에멀젼-겔 공정변수의 조절을 통해 최종적으로 평균 입자 크기가 3 μm인 비교적 입도분포가 균일한 구형상의 실리카 입자 제조가 가능하였다.

마이크로파를 열원으로 이용하는 화학반응은 어려운 반응을 활성화시킬 수 있고 반응시간과 속도를 가속화하여 고수득율 및 높은 분자량을 얻는 고분자를 합성하는데 유용하게 쓰일 수 있다. 본 연구에서는마이크로파를 이용하여 Diels-Alder 반응을 실시하고 열적으로 안정한 측사슬계 2차 비선형광학고분자를 합성하였다. 일반적인 수열반응을 통해 얻어진 고분자와 물리적, 열적, 광학적 특성을 비교 분석하였으며 마이크로파 가열을 활성화하기 위해 용매를 달리하고 이온성액제를 첨가하여 반응을 조절하였다. PAMID시리즈의 다양한 고분자를 합성하였으며 이중에서 PAMID-M2는 10분간 120W의 전력을 사용하여 얻어졌으며 이 때 사용한 용매는 이온성액제가 소량 첨가된 trichloroethane을 사용하였다. 얻어진PAMID-M2의 무게평균 분자량은 18,300이었으며 분포도는 1.3이었고 높은 유리전이온도 (123oC)를 나타냈다.

Mo nanopowder was synthesized by ball-milling and subsequent hydrogen-reduction of powder. To fabricate ultra fine grained molybdenum, two-step sintering and spark plasma sintering process were employed. The grain size of specimen by two-step sintering and spark plasma sintering was around and , respectively. Mechanical properties of ultra fine grained Mo with relative density of above 90% were significantly improved at room and high temperatures comparing to commercial bulk Mo of 99% relative density. This result was mainly explained by the grain size refinement due to diffusion-controlled sintering.

Iron(Fe)-Molybdenum(Mo) alloyed nanoparticles and nanowires were produced by the chemical vapor condensation(CVC) process using the pyrolysis of iron pentacarbonyl() and Molybdenum hexacarbonyl(). The influence of CVC parameter on the formation of nanoparticle, nanowire and size control was studied. The size of Fe-Mo alloyed nanoparticles can be controlled by quantity of gas flow. Also, Fe-Mo alloyed nanowires were produced by control of the work chamber pressure. Moreover, we investigated close correlation of size and morphology of Fe-Mo nanoparticles and nanowires with atomic quantity of inflow precursor into the electric furnace as the quantitative analysis. Obtained nanoparticles and nanowires were investigated by field emission scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction.

Self-standing TiO2 nanotube arrays were fabricated by potentiostatic anodic oxidation method using pure Ti foil as a working electrode and ethylene glycol solution as electrolytes with small addition of NH4F and H2O. The influences of anodization temperature and time on the morphology and formation of TiO2 nanotube arrays were investigated. The fabricated TiO2 nanotube arrays were applied as a photoelectrode to dye-sensitized solar cells. Regardless of anodizing temperature and time, the average diameter and wall thickness of TiO2 nanotube show a similar value, whereas the thickness show a different trend with reaction temperature. The thickness of TiO2 nanotube arrays anodized at 20℃ and 30℃ was time-dependent, but on the other hand its at 10℃ are independent of anodization time. The conversion efficiency is low, which is due to a morphology breaking of the TiO2 nanotube arrays in manufacturing process of photoelectrode.

Mesoporous alumina particles were prepared by spray pyrolysis using cetyltrimethyl-ammonium bromide (CTAB) as a structure directing agent and the effect of Al precursor types on the texture properties was studied using N2 adsorption isotherms, small-angle X-ray scattering (SAXS), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The surface area and the microstructure of alumina particles were significantly influenced by the Al precursor type. The largest BET surface area was obtained when Al chloride was used, whereas alumina particles prepared from Al acetate had the largest pore volume. According to small-angle X-ray scattering (SAXS) analysis, the alumina powders prepared using nitrate and acetate precursors had a clear single SAXS peak around 2θ = 1.0~1.5°, indicating that regular mesopores with sponge-like structure were produced. On the basis of TEM, SAXS, and N2 isotherm results, the chloride precursor was most profitable to obtain the largest surface area (265 m2/g), whereas, the nitrate precursor is useful for the preparation of non-hollow mesoporous alumina with regular pore size, maintaining high surface area (~233 m2/g).

A new High Frequency Induction Heating (HFIH) process has been developed to fabricate dense reinforced with Fe-Ni magnetic metal dispersion particles. The process is based on the reduction of metal oxide particles immediately prior to sintering. The synthesized /Fe-Ni nanocomposite powders were formed directly from the selective reduction of metal oxide powders, such as NiO and . Dense /Fe-Ni nanocomposite was fabricated using the HFIH method with an extremely high heating rate of . Phase identification and microstructure of nanocomposite powders and sintered specimens were determined by X-ray diffraction and SEM and TEM, respectively. Vickers hardness experiment were performed to investigate the mechanical properties of the /Fe-Ni nanocomposite.