정삼투법을 이용한 해수담수화는 역삼투 공정에 비해 에너지 절감이 가능하여 해수담수화 차세대 기술로 주목받 고 있다. 막을 기반으로 하는 수처리 분야에서 분리 성능을 향상시키고 새로운 기능을 부여하기 위해, 고분자 매트릭스에 필 러인 나노물질을 삽입하는 박막 나노복합체 분리막(thin film nanocomposite, TFN) 개발에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 딥 코팅(dip coating) 방법을 기반으로 한 다층박막적층법(Layer-by-layer, LBL)을 이용하여 산화그래핀(graphene oxide, GO)의 나노 적층구조를 제어하여, 정삼투 공정에서의 높은 안정성 및 높은 수투과도 및 염 제거, 낮은 염 역확산을 갖는 그래핀 나노복합체 분리막을 개발하고자 하였다. 정삼투 공정의 성능 향상을 위한 산화그래핀의 환원 반응시간과 LBL 딥 코팅 적층 수의 최적화를 통해, 수투과도 2.51 LMH/bar, 물분자 선택성 8.3 L/g, 염 제거율 99.5%를 갖는 나노복합체 분리막 을 개발하였다. 이는 상용화된 CTA FO 분리막보다 수투과도는 10배, 물분자 선택성은 4배 높게 향상되었으며, 염 제거율은 비슷한 수준으로 나타났다.

The Cellulose Nanocrystal (CNC) of dispersion condition is important factor when reinforce concrete or cement composite as CNC, because it is closely related to the strength reinforcement. Before the CNC is utilized to reinforcement of concrete or cement composite, it is essential to evaluate the dispersion properties. Therefore, the objective of the present study is to evaluate the dispersion of CNC. In this experiment, the specimen was prepared to the type of CNC suspension in accordance with weight ratio of CNC and the dispersion time of sonication. The first property, the dispersion properties of CNC, was evaluated by measuring turbidity and absorbance. The second property, the dispersion stability, was measured through the sediment time.

The purpose of this study is to investigate the optimum conditions of dispersion and strength to maximize the mechanical properties of woody cellulose nano–crystal (CNC). As a dispersing method, ultrasonic dispersing machine and magnetic stirrer were used as the mechanical dispersion method. The mixing ratio of cellulose nano-crystals (CNCs) was 0.2% and the dispersion time was 10 minutes. Steam curing was carried out for 6, 24 and 48 hours. Based on the experimental results, we will propose source technology regarding CNC for construction materials.

To improve photocatalytic performance, a PbS/ZnO/TiO2 nanotube catalyst was synthesized, and its surface characteristics and photocatalytic efficiency were investigated. The hybrid photocatalysts were produced by anodic oxidation and successive ionic layer adsorption and reaction(SILAR). The photocatalytic efficiency was evaluated using the dye degradation rate. The PbS/ZnO/TiO2 photocatalyst significantly enhanced the photocatalytic activity for dye degradation, which was ascribed to the synergistic effect of their better absorption of solar light and a decrease in the rate of excited electron-hole recombination.

올레핀/파라핀 분리를 위해 Poly(ethylene oxide)(PEO)/AgBF4/Al(NO3)3/Ag2O 복합막이 제조되었으며, Ag2O가 도 입되었을 때, 복합체 분리막의 초기성능은 선택도 13.7과 투과도 21.7 GPU로 관찰되었다. PEO/AgBF4/Al(NO3)3 분리막의 성 능(선택도 13와 투과도 7.5 GPU)에 비해서 초기성능이 증가한 이유는 Ag2O의 첨가로 인한 Ag ion의 활성도 증가로 생각되 었다. 하지만 시간에 따른 성능저하 현상이 관찰되었는데 이는 고분자 matrix인 PEO 때문인 것으로 생각되었다. PEO 고분자 는 Ag2O 입자를 안정화 시킬 수 없기 때문에 용매가 증발하면서 Ag2O 입자끼리 뭉치게 되고, Ag2O가 barrier 역할을 하게 돼서 시간이 지나면 투과도가 감소하는 것으로 분석되었다.

Fe3O4/Fe/graphene nanocomposite powder is synthesized by electrical wire explosion of Fe wire and dispersed graphene in deionized water at room temperature. The structural and electrochemical characteristics of the powder are characterized by the field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, field-emission transmission electron microscopy, cyclic voltammetry, and galvanometric discharge-charge method. For comparison, Fe3O4/Fe nanocomposites are fabricated under the same conditions. The Fe3O4/Fe nanocomposite particles, around 15-30 nm in size, are highly encapsulated in a graphene matrix. The Fe3O4/Fe/graphene nanocomposite powder exhibits a high initial charge specific capacity of 878 mA/g and a high capacity retention of 91% (798 mA/g) after 50 cycles. The good electrochemical performance of the Fe3O4/Fe/graphene nanocomposite powder is clearly established by comparison of the results with those obtained for Fe3O4/Fe nanocomposite powder and is attributed to alleviation of volume change, good distribution of electrode active materials, and improved electrical conductivity upon the addition of graphene.

Photoelectron-hole separation efficiency plays an important role in the enhancement of the photocatalytic activity of photocatalysts towards the degradation of organic molecules. In this study, TiO2/TiOF2 heterostructured composite powders with suitable band structures, which structures are able to separate photoelectron-hole pairs, have been synthesized using a simple and versatile ultrasonic spray pyrolysis process. In addition, their phase volume fractions have been controlled by varying the pyrolysis temperature from 400 oC to 800 oC. The structural and optical properties of the synthesized powders have been characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy and UV-vis spectroscopy. The powder with a phase volume ratio close to 1, compared with single TiOF2 and other composite powders with different phase volume fractions, was found to have superior photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B. This result shows that the TiO2/TiOF2 heterostructure promotes the separation of the photoinduced electrons and holes and that this powder can be applicable to environmental cleaning applications.

에너지 저장 매체는 소형화, 고효율화 및 그린에너지 정책에 부합하면서 연구개발이 진행되고 있으며 유연성과 신축성을 갖는 디스플레이나 웨어러블 전자기기의 발전에 상응하는 에너지 저장 매체 의 개발이 시급한 상황으로 이를 실현 할 수 있는 물질가운데, 탄소나노 재료중의 하나인 그래핀과 그 래핀 하이브리드와 같은 뛰어난 전기화학적 특성을 지니고 있는 나노 재료가 각광을 받고 있다. 또한 슈퍼커패시터와 배터리 및 연료전지 등과 같은 에너지 저장 소자에 응용하기 위한 연구가 활발하게 진 행 중에 있으며, 여러 가지 에너지 저장 매체 중 단시간에 고출력을 구현하고 장시간 신뢰성을 갖추며, 빠른 충·방전 순환특성을 가지는 슈퍼커패시터는 차세대 에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 플렉시블한 특성을 갖는 그래핀과 전도성 고분자 하이브리드 전극을 기반으로 하는 슈퍼커패시터를 개발하고자 하였으며 환원된 그래핀 옥사이드/폴리피롤 복합재료를 이용하여, 전기화학 적 특성을 최대화 하였다. 그 결과 굽힘 시험 전 전극의 초기 용량값은 198.5 F g-1 이었으며, 500번의 굽힘 시험 후 128.3 F g-1로 감소하는 것을 확인하였으나, 전극의 초기 전기 용량 값의 65 %의 성능을 유지하였다.

이산화탄소 분리를 위해 이온성 액체/금속 산화물 복합막이 제조되었으며, 이온성 액체로서 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIM+BF4 -)와 금속산화물로서 Al2O3가 사용되었다. 13 nm의 Al2O3가 이온성 액체 BMIM+BF4 - 에 도입되었을 때, 복합체 분리막의 성능은 CO2/N2 선택도 30.5과 CO2 투과도 45.7 GPU로 관찰되었다. neat BMIM+BF4 - 분 리막의 성능(CO2/N2 선택도 5와 CO2 투과도 17 GPU)에 비해서 성능이 증가한 이유는 Al2O3의 옥사이드 층과 이온성 액체 내 자유로운 이온농도의 상승으로 인해 CO2 용해도가 상승한 것으로 확인되었다. 특히 Al2O3 나노입자는 질소 기체에 대해 서 장애물로서 작용함으로써 질소기체의 투과도가 감소하여 결과적으로 이산화탄소 분리 성능은 급격히 증가하였다.

For possibility of specific gas sieve and adsorption, metal organic framework has attracted expectation in the gas separation field. But, this enhances gas transport performance only at high loading. So we designed effective composite growing MOF on porous 2D template to improve membrane at low concentration. The mixed matrix membranes showed improved CO2 permeability drastically by improved CO2/N2 diffusion selectivity and showed anti-plasticization effect.

In this study, we present a unique surface modification method for a water desalination membrane to control the surface fouling via titanium dioxide (TiO2) nanopillar pattern imprinting. The patterned membranes showed significantly improved fouling resistance for both organic protein and bacterial foulants compared to the nonpatterned membranes. The hydrophilicity of TiO2 used as a pattern material affects the improvement of chemical antifouling resistance of the membrane. Fouling behavior was also interpreted in terms of the topographical effect depending on the relative size of foulants to the pattern dimension. Moreover, the computational fluid dynamics simulation intimates that the overall and local shear stress enhancement on the patterned surface could affect the foulant deposition behavior on the membrane.

색조 화장품 원료로 사용되는 무기안료 탈크와 소수성 실리카의 제타전위 차를 조절하여 표 면처리된 판상 무기안료 복합체를 제조하였다. 탈크는 색조 화장품의 처방에서 주로 쓰이는 판상 무기물 질로서 피부에 대한 발림성과 퍼짐성을 갖는 백색 안료이다. 또한 분산성과 신장성이 우수하며, 내열성, 내광성, 내화학성 등에 안정하다. 실리카는 일반적인 색조화장품에서 화장의 지속성을 높여주며 제형에 서의 안정성을 높여주는 역할을 한다. 본 연구에서는 탈크와 소수성 실리카를 각각 양이온성, 음이온성 계면활성제로 표면전하를 조절한 후 제타전위 차를 이용하여 탈크 표면에 소수성 실리카를 표면처리하 여 무기안료 복합체를 제조하였다. 제조된 무기안료 복합체는 소수성 실리카가 탈크 표면 위에 1㎛ 이 하로 코팅되어 있으며 효과적인 소수성을 띤다. 무기안료의 표면전하 분석을 위해 제타전위를 측정하였 고, 계면활성제 표면처리된 안료는 FT-IR 로 계면활성제의 작용기를 확인하였다. 무기안료 복합체의 표 면은 SEM, EDS, FIB 등으로 관찰하였으며, XRD, FT-IR 등으로 구조를 확인하였다.

주파수 (30 ~ 300k Hz)와 온도 범위 (20 ~ 160 ℃)가 경화 조건에 따른 에폭시 수지의 전 기적 특성 (유전율 및 유전손실)에 미치는 영향을 조사하였다. 유리전이온도(Tg) 이하에서는 주파수와 상관없이 각각 3가지의 시편에서 유전분산 현상이 나타나지 않으며, 유리전이온도(Tg) 이상에서 유전분 산 현상이 나타났다.

The native human saliva obtained through the centrifugation of whole saliva showed characteristic salivary protein complex (SPC) peaks in gel filtration high performance liquid chromatography (HPLC) using Superose 12 column1,2). In the previous study the SPC peaks in chromatography were explored to know their composition and functions by different detection methods, but still the nature of SPCs was not clearly elucidated so far. In this study the SPC peaks were examined by direct antibody interaction in order to target different antimicrobial and protective proteins distributed in the SPCs via gel filtration HPLC. As the SPC peak shape and migration speed can be changed by antibody binding to specific proteins of SPC, it was found that mucin1 is evenly distribution in all SPCs, while PRPs are more abundant in the late dominant SPC than the early dominant SPC and also in the intermediated SPCs. Most of antimicrobial proteins including lysozyme, LL-37, lactoferrin, β-defensin-1, -2, -3, IgA, mucocidin, and α1-antitrypsin were more abundant in the late dominant SPC than the early dominant SPC, while histatin showed relatively even distribution in all SPCs. Therefore, it was presumed that the late dominant SPC containing abundant antimicrobial and protective proteins could be applied as a biomarker to measure the defensive potential of whole saliva in oral diseases.

Much attention has been paid to thermally conductive materials for efficient heat dissipation of electronic devices to maintain their functionality and to support lifetime span. Hexagonal boron nitride (h-BN), which has a high thermal conductivity, is one of the most suitable materials for thermally conductive composites. In this study, we synthesize h-BN nanocrystals by pyrolysis of cost-effective precursors, boric acid, and melamine. Through pyrolysis at 900oC and subsequent annealing at 1500oC, h-BN nanoparticles with diameters of ~80 nm are synthesized. We demonstrate that the addition of small amounts of Eu-containing salts during the preparation of melamine borate precursors significantly enhanced the crystallinity of h-BN. In particular, addition of Eu assists the growth of h-BN nanoplatelets with diameters up to ~200 nm. Polymer composites containing both spherical Al2O3 (70 vol%) and Eu-doped h-BN nanoparticles (4 vol%) show an enhanced thermal conductivity (λ ~ 1.72W/mK), which is larger than the thermal conductivity of polymer composites containing spherical Al2O3 (70 vol%) as the sole fillers (λ ~ 1.48W/mK).

Ni nanoparticles (NPs)-graphitic carbon nanofiber (GCNF) composites were fabricated using an electrospinning method. The amounts of Ni precursor used as catalyst for the catalytic graphitization were controlled at 0, 2, 5, and 8 wt% to improve the photovoltaic performances of the nanoparticles and make them suitable for use as counter electrodes for dyesensitized solar cells (DSSCs). As a result, Ni NPs-GCNF composites that were fabricated with 8 wt% Ni precursors showed a high circuit voltage (0.73 V), high photocurrent density (14.26 mA/cm2), and superb power-conversion efficiency (6.72 %) when compared to those characteristics of other samples. These performance improvements can be attributed to the reduced charge transport resistance that results from the synergetic effect of the superior catalytic activity of Ni NPs and the efficient charge transfer due to the formation of GCNF with high electrical conductivity. Thus, Ni NPs-GCNF composites may be used as promising counter electrodes in DSSCs.

Ni nanoparticles (NPs)-graphitic carbon nanofiber (GCNF) composites were fabricated using an electrospinning method. The amounts of Ni precursor used as catalyst for the catalytic graphitization were controlled at 0, 2, 5, and 8 wt% to improve the photovoltaic performances of the nanoparticles and make them suitable for use as counter electrodes for dyesensitized solar cells (DSSCs). As a result, Ni NPs-GCNF composites that were fabricated with 8 wt% Ni precursors showed a high circuit voltage (0.73 V), high photocurrent density (14.26 mA/cm2), and superb power-conversion efficiency (6.72 %) when compared to those characteristics of other samples. These performance improvements can be attributed to the reduced charge transport resistance that results from the synergetic effect of the superior catalytic activity of Ni NPs and the efficient charge transfer due to the formation of GCNF with high electrical conductivity. Thus, Ni NPs-GCNF composites may be used as promising counter electrodes in DSSCs.

본 연구는 Hummer`s method를 이용하여 GO를 합성 후, 필터링을 통해 GO 막을 만들어. PVdF를 이용하여 나노섬유 막을 제조하였다. PVdF의 경우 접촉각 측정의 분석을 통해 친수성의 특징이 나타남을 알 수 있었으며, SEM, FT-IR, 라 만 분석 및 인장시험기, flux 실험을 실시하여, 카드뮴 이온 및 납 이온이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. PVdF/GO 나노섬유 막의 경우 수처리에 활용 시, 중금속이온의 함량이 감소할 것이라 예상된다.

본 연구에서는 유연성을 갖는 전극 제조를 위해 환원된 그래핀 옥사이드/단일벽 탄소나노튜 브 복합체를 금이 코팅된 PET 기판 위에 스프레이 코팅하였다. 제조된 플렉시블한 전극의 전기 용량 값 은 1 M의 황산 전해질과 100 mV s-1 의 주사속도에서 82 F g-1 으로 측정 되었으며, 이 용량 값은 500 번의 굽힘 시험 후에 38 F g-1 로 감소되는 현상을 확인 하였다. 또한, 이러한 결과는 정전류 충 방전과 전기화학 임피던스법을 포함한 전기화학적 분석 결과와도 부합하는 결과를 나타내었다. 유연성을 갖는 환원된 그래핀 옥사이드/단일벽 탄소나노튜브 복합체 전극은 500회의 반복적인 굽힘 시험 후에도 대략 50%의 초기 전기 용량 값을 유지 할 수 있었으며, 이러한 여러 가지 전기화학적 특성을 고려하여 볼 때 미래 개발 가능한 플렉시블한 에너지 저장 매체로써의 적용이 가능 하다는 점을 확인 할 수 있었 다.