Sensing of volatile organic compounds (VOCs) is a growing research topic because of the concern about their hazard for the environment and health. Furan is a VOC produced during food processing, and it has been classified as a risk molecule for human health and a possible biomarker of prostate cancer. The use of carbon nanotubes for VOCs sensing systems design could be a good alternative. In this work, a theoretical evaluation of the interactions between furan and zigzag single-wall carbon nanotubes takes into account different positions and orientations of the furan molecule, within a density-functional theory first-principles approach. The van der Waals interactions are considered using different exchange-correlation functionals (BH,C09, DRSLL and KBM). The results indicate that vdW-functionals do not significantly affect geometry; however, the binding energy and the distance between furan and nanotube are strongly dependent on the selected exchange-correlation functional. On the other hand, the effects of single and double vacancies on carbon nanotube are considered. It was found that the redistribution of charge around the single-vacancy affects the bandgap, magnetic moment, and binding energy of the complex, while furan interaction with a double-vacancy does not considerably change the electronic structure of the system. Our results suggest that to induce changes in the electronic properties of carbon nanotubes by furan, it is necessary to change the nanotube surface, for example, by means of structural defects.

Doped porous carbon materials have attracted great interest owing to their excellent electrochemical performance toward energy storage applications. In this report, we described the synthesis of nitrogen-doped porous carbon (N-PC) via carbonization of a triazine-based covalent organic framework (COF) synthesized by Friedel–Crafts reaction. The as-synthesized COF and N-PC were confirmed by X-ray diffraction. The N-PC exhibited many merits including high surface area (711 m2 g−1), porosity, uniform pore size, and surface wettability due to the heteroatom-containing lone pair of electron. The N-PC showed a high specific capacitance of 112 F g−1 at a current density of 1.0 A g−1 and excellent cyclic stability with 10.6% capacitance loss after 5000 cycles at a current density of 2.0 A g−1. These results revealed that the COF materials are desirable for future research on energy storage devices.

본 연구에서는 CO2 가스 배출 저감 및 선박 폐열 회수 증대를 목적으로 선박 배기로 버려지는 폐열을 전기로 변환하는 ORC(Organic Rankine Cycle) 발전에 대해 시뮬레이션을 통한 냉매별 효율을 보여주고 있다. 상대적으로 고온인 배기가스의 폐열과 상대적으로 저온인 냉각해수를 이용하여 Aspen HYSYS 11을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 해수냉각 ORC 발전시스템의 시뮬레이션 결과, 작동유체 효율은 R717 냉매가 2.86 %로 가장 높았고, 다음 순으로 R152a, R134a, R143a, R125a로 나타났다.

This paper proposes a mathematical model that can calculate the luminescence characteristics driven by alternating current (AC) power using the current-voltage-luminance (I-V-L) properties of organic light emitting devices (OLED) driven by direct current power. Fluorescent OLEDs are manufactured to verify the model, and I-V-L characteristics driven by DC and AC are measured. The current efficiency of DC driven OLED can be divided into three sections. Region 1 is a section where the recombination efficiency increases as the carrier reaches the emission layer in proportion to the increase of the DC voltage. Region 2 is a section in which the maximum luminous efficiency is stably maintained. Region 3 is a section where the luminous efficiency decreases due to excess carriers. Therefore, the fitting equation is derived by dividing the current density and luminance of the DC driven OLED into three regions, and the current density and luminance of the AC driven OLED are calculated from the fitting equation. As a result, the measured and calculated values of the AC driving I-V-L characteristics show deviations of 4.7% for current density, 2.9% for luminance, and 1.9% for luminous efficiency.

The reactivity evaluation of copper is performed using ethylenediamine, aminoethanol, and piperidine to apply organic chelators to copper etching. It is revealed that piperidine, which is a ring-type chelator, has the lowest reactivity on copper and copper oxide and ethylenediamine, which is a chain-type chelator, has the highest reactivity via inductively coupled plasma-mass spectroscopy (ICP-MS). Furthermore, it is confirmed that the stable complex of copper-ethylenediamine can be formed during the reaction between copper and ethylenediamine using nuclear magnetic resonance (NMR) and radio-thin layer chromatography. As a final evaluation, the copper reactivity is evaluated by wet etching using each solution. Scanning electron micrographs reveal that the degree of copper reaction in ethylenediamine is stronger than that in any other chelator. This result is in good agreement with the evaluation results obtained by ICP-MS and NMR. It is concluded that ethylenediamine is a prospective etch gas for the dry etching of the copper.

본 연구에서는 유기용매에 저항성이 뛰어난 소재인 polyketone 고분자를 사용하여 열유도 상분리법(TIPS)으로 유기용매 저항성 중공사 분리막을 제조하였다. 희석제는 green solvent로 알려진 PEG300, DMSO2, glycerine을 사용하였으며, 이때 사용된 diluent에 따라 나타나는 구정형 구조를 가지는 고-액 상분리와 bicontinuous한 구조를 가지는 액-액 상분리를 관 찰하였다. 전반적인 분리막의 특성은 SEM, 수투과도, 기계적 강도, 내화학실험을 사용하여 고찰하였으며, 본 연구에서는 다양한 희석제가 적용된 polyketone 중공사 분리막의 제조와 그 상호관계에 대해 심도 있게 연구하였다.

휘어지며 투명한 전자기기의 개발을 위해서 최근 유기반도체, 탄소기반 나노소재, 금속산화물 반도체등의 다양한 신소재 반도체 개발에 대한 연구가 관심을 받으며 지속적으로 발전하고 있다. 그러나, 이러한 신소재 반도체 기술의 꾸준하고 지속적인 발전에도 불구하고 트랜지스터를 구성하는 주요 소재중 하나인 유전체에 대한 연구는 반도체의 개발속도에 크게 미치지 못하여, 기계적인 휘어짐의 특성을 갖추고, 높은 캐패시턴스와 좋은 누전전류 특성을 갖는 새로운 유전체 개발에 대한 요구가 지속적으로 커지고 있다. 이에 본 연구는 저전압에서 구동 가능한 박막트랜지스터를 위한 유기-무기 하이브리드소재 박막을 개발하며 이를 저전압 구동이 가능한 유기박막트랜지스터에 적용하였다. 상대적으로 높은 유전상수를 갖는 염화하프늄 (HfO2)과 소수성기를 갖고 있으며 금속산화물과 공유결합이 가능한 실란산 기반의 유기물 (octadecyltrimethoxysilane)을 혼합한 전구체 용액을 합성하며 상대적으로 낮은 온도에서 열처리를 통해 얻을 수 있었다. 제조된 하이브리드 게이트 유전체 박막은 우수한 절연 및 유전체 특성과 함께 소수성 표면 특성을 가질 수 있었고 펜타센 유기박막트랜지스터로 응용하여 저전압에서 구동이 되며 우수한 트랜지스터 성능을 갖는 소자를 개발하였다.

Metal halide perovskite nanocrystals, due to their high absorption coefficient, high diffusion length, and photoluminescence quantum yield, have received significant attention in the fields of optoelectronic applications such as highly efficient photovoltaic cells and narrow-line-width light emitting diodes. Their energy band structure can be controlled via chemical exchange of the halide anion or monovalent cations in the perovskite nanocrystals. Recently, it has been demonstrated that chemical exfoliation of the halide perovskite crystal structure can be achieved by addition of organic ligands such as noctylamine during the synthetic process. In this study, we systematically investigated the quantum confinement effect of methylammonium lead bromide (CH3NH3PbBr3, MAPbBr3) nanocrystals by precise control of the crystal thickness via chemical exfoliation using n-octylammonium bromide (OABr). We found that the crystalline thickness consistently decreases with increasing amounts of OABr, which has a larger ionic radius than that of CH3NH3 + ions. In particular, a significant quantum confinement effect is observed when the amounts of OABr are higher than 60 %, which exhibited a blue-shifted PL emission (~ 100 nm) as well as an increase of energy bandgap (~ 1.53 eV).

Abstract In this study, we investigated that the activated carbon (AC)-based supercapacitor and introduced SIFSIX-3-Ni as a porous conducting additive to increase its electrochemical performances of AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor. The AC/SIFSIX-3-Ni composites are coated onto the aluminum substrate using the doctor blade method and conducted an ion-gel electrolyte to produce a symmetrical supercapacitor. The electrochemical properties of the AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor are evaluated through cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and galvanostatic charge/discharge tests (GCD). The AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor showed reasonable capacitive behavior in various electrochemical measurements, including CV, EIS, and GCD. The highest specific capacitance of the AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor was 129 F g−1 at 20 mV s−1.

IMO에서는 선박으로부터 온실가스 감축을 위해 선박의 에너지효율 증진에 관한 논의를 진행하고 있다. 현재, 선박으로부터 발생되는 폐열을 이용한 ORC 발전 시스템을 적용함으로써 선박으로부터 높은 에너지 변환 효율을 기대할 수 있다. 이 기술은 물보다 더 낮은 온도 범위에서 증발하는 프레온 또는 탄화수소 계통의 유기 매체를 작동 유체로 사용한다. 이를 통해 상대적으로 낮은 저온에서 증기 (기체)를 생성 및 동력을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 유기 랭킨 사이클인 ORC 발전 시스템에서 냉매와 폐열 사이 열·유동해석 (Analysis of Heat flow)을 3D 시뮬레이션 기법을 이용하여 구조물의 내·외부에 흐르는 유체가 온도 변화, 속도 변화, 압력 변화 및 질량 변화를 통해서 구조물에 어떤 영향을 미치는지를 분석하고자 하며, 동 연구는 이 기법을 이용하여 ORC 발전 시스템에서 냉매와 선박 주기 관의 배기가스로부터 일어나는 열교환기의 열전달을 해석하였다.

본 연구에서는 와편모조류 Alexandrium affine(LIMS-PS-2345)의 생장에 미치는 용존태 무기 및 유기 영양염의 영향을 조사하였 다. 영양염 흡수 동력학 실험에서 A. affine의 최대흡수속도(ρmax)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 77.0 pmol/cell/hr과 17.6 μM, 인산염에서 15.5 pmol/cell/hr과 3.88 μM로 산출되어, 무기영양염에 대하여 높은 요구량 및 낮은 친화성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유기 영양염에 따른 A. affine의 생장속도를 확인한 결과, 유기 질소 urea, glycine와 유기 인 adenosine triphosphate(ATP), glycerol phosphate(Glycerol-P) 첨가구에서 무기 영양염 첨가구의 70 % 이상 생장속도를 보였다. 따라서 낮은 무기 영양염 환경에서 A. affine의 우점화와 종간경쟁에서 우위를 위해서는 용존태 유기 영양염의 이용이 필요할 것으로 생각된다.

본 연구에서는 Dead-end와 Crossflow 시스템을 사용하여 유기용매 나노여과(Organic Solvent Nanofiltration, OSN) 상용분리막의 성능을 분석하였다. 가교된 polyimide 소재 기반의 Duramem (DM) OSN 분리막의 성능을 ethanol, dimethylformamide (DMF), acetone, acetonitrile 용매에서의 성능을 분석하였다. 네 종류의 분획분자량 성능을 갖는 DM 분리 막의 성능을 평가하였을 때 dead-end보다 Crossflow에서 조금 더 정확하고 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있었으며, 동일한 분리막이더라도 용매의 특성에 따라 투과도와 선택도 차이가 크게 난다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 압밀화현상으로 인한 초기 안정화 기간의 차이 때문인 것으로 판단되며 분리막마다 안정화기간이 다르므로 신뢰성 높은 결과를 얻기 위해선 Crossflow 시스템을 활용하는 것이 더 적합한 것으로 보인다.

1. 본 연구는 유기질 비료 사용의 효과와 쌀 생산에 유기질 비료 채택에 영향을 미치는 요인을 평가하였다. 2. 2014년 베트남 가계생활수준조사 결과를 활용하여 분석한 결과 무기질 비료만을 사용하는 농민의 쌀 생산량, 수익 및 비용이 유기질 비료를 사용하는 농민의 경우보다 더 크다는 것이 발견되었다. 3. 반면 쌀 생산에 있어 재정적 효율성은 유기질 비료를 사용한 농민이 더 높은 것으로 나타났으며, 융자가 있거나 넓은 토지를 가진 농민들은 유기 비료를 덜 사용하는 경향이 있음이 분석되었다. 4. 한편, 높은 교육 수준의 농민이나 조합에 가입한 농민의 경우 유기질 비료를 사용할 가능성이 더 높은 것으로 분석되었다. 5. 본 연구는 베트남 농민들이 쌀 생산의 재정적 효율성과 지속 가능성을 높이기 위해 유기질 비료를 적용해야 함을 시 사하며, 이에 베트남 정부는 유기질 비료의 생산과 활용에 동기를 부여하는 정책을 도입할 필요가 있다.

어류 양식장 퇴적물 중 유기물과 중금속의 오염상태를 파악하기 위하여 통영-거제 연안 어류 양식장 퇴적물 중 총유기탄소 (TOC), 총질소(TN), 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 조사하였다. 양식장 퇴적물 중 TOC와 TN의 평균농도는 각각 22.7 mg/g과 3.4 mg/g로 남해안의 반폐쇄적인 내만보다 높았다. 퇴적물 중 중금속의 평균농도는 비소(As) 10.5 mg/kg, 카드뮴(Cd) 0.37 mg/kg, 크롬(Cr) 82.9 mg/kg, 구리(Cu) 127 mg/kg, 철(Fe) 4.19 %, 수은(Hg) 0.041 mg/kg, 망간(Mn) 596 mg/kg, 납(Pb) 39.5 mg/kg, 아연(Zn) 175 mg/kg였으며, 이중 Cd, Cu의 농도는 인접한 남동해 연안의 패류양식해역보다 3배 이상 높았다. 퇴적물 기준을 이용한 오염평가 결과, 대부분의 어류 양식장에서 TOC와 중금속 중 Cu 농도가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한, 전체 중금속 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해 도지수(ERI) 결과는 일부 어류 양식장 퇴적물이 저서생물에 극심한 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 상태(disastrous risk)인 것으로 파악되었다. 따라서, 어류 양식장 퇴적물은 유기물 및 일부 중금속에 의한 오염된 상태를 보이고 있어, 양식장 퇴적환경을 개선하고 퇴적물내 유기물 및 중금속의 주된 오염원을 파악하는 한편 오염부하량을 저감하는 종합적인 관리대책이 필요하다.

알코올성 용제를 재활용할 수 있는 목적의 유기용제나노여과막(OSN)을 내용제성이 우수한 폴리벤지다졸 고분자를 이용하여 비용매 유도 상분리법을 이용하여 제조하였다. 제조한 나노여과막의 모폴로지와 투과특성을 조절하기 위하여 도프 용액의 농도와 물과 에탄올의 혼합용액인 응고액의 조성을 변화시키면서 제조하였다. α,α’-dibromo-p-xylene (DBX)을 이용하여 가교한 폴리벤지미다졸 분리막은 유기용제나노여과막으로 사용하기에 충분한 기계적 강도와 내용제성을 갖는 것을 확인하였다. 물로만 이루어진 응고조에서 도프용액의 농도가 20%이상인 분리막을 제조하는 경우에 분자량 696.66 g/mol을 가지는 콩고레드에 대한 제거율은 90% 이상을 나타내었고, 투과도는 5 bar의 압력에서 22.5 LMH/bar를 나타내었다. 응고액 조성에 대한 연구를 통해서 응고액 중의 에탄올 농도가 증가할수록 에탄올의 투과도가 증가하는 것을 확인하였다.

Due to the large-scale production and use of synthetic chemicals in industralized countries, various chemicals are found in the aquatic environment, which are often termed as micropollutants. Effluents of municipal wastewater treatment plants (WWTPs) have been identified as one of the major sources of these micropollutants. In this article, the current status of occurrence and removal of micropollutants in WWTPs and their management policies and options in domestic and foregin countries were critically reviewed. A large number of pharmaceuticals, personal care products, and industrial chemicals are found in WWTPs’ influent, and are only partially removed by current biological wastewater treatment processes. As a result, some micropollutants are present in WWTPs’ effluents, which can negatively affect receiving water quality or drinking water source. To better understand and assess the potential risk of micropollutants, a systematic monitoring framework including advanced analytical tools such as high resolution mass spectrometry and bioanalytical methods is needed. Some Western European countries are taking proactive approach to controlling the micropollutants by upgrading WWTP with enahnced effluent treatment processes. While this enahnced WWTP effluent treatment appears to be a viable option for controlling micropollutant, its implementation requires careful consideration of the technical, economical, political, and cultural issues of all stakeholders.