Cerium oxide decorated on nickel hydroxide anchored on reduced graphene oxide (Ce-Ni(OH)2/rGO) composite with hexagonal structures were synthesized by facile hydrothermal method. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), highresolution transmission electron microscopy with selected area diffraction (HRTEM-SAED), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Brunauer– Emmett–Teller (BET) surface area analysis and electrochemical technology were used to characterize the composite. Due to its unique two-dimensional structures and synergistic effect among Ce2O3, Ni(OH)2 and rGO components indicated twodimensional hexagonal nano Ce-Ni(OH)2/rGO composite is promising electrode material for improved electrochemical H2O2 sensing application. From 50 to 800 μM, the H2O2 concentration was linearly proportional to the oxidation current, with a lower detection of limit of 10.5 μM (S/N = 3). The sensor has a higher sensitivity of 0.625 μA μM−1 cm− 2. In addition, the sensor demonstrated high selectivity, repeatability and stability. These findings proved the viability of the synthetic method and the potential of the composites as a H2O2 sensing option.

This work using first-principles theory proposed PdN3- doped CNT ( PdN3-CNT) as a potential gas sensor for detection of NO, NO2 and O3 in the air insulated equipment, to evaluate its operation status. Results indicate that the PdN3- CNT behaves chemisorption upon three gas species, with adsorption energy (Ead) of − 2.15, − 1.91 and − 1.96 eV, and charge-transfer (QT) of − 0.141, − 0.325 and − 0.419 e, respectively. The band structure (BS) and density of state (DOS) analysis reveal that the gas adsorptions cause remarkable deformations in the electronic property of the PdN3- CNT, leading to the increase of the bandgap for the gas adsorbed systems and verifying the strong binding force of the bonded atoms from the orbital DOS. Combined with the results by frontier molecular orbital theory, we presume that PdN3- CNT is a promising sensing material to be explored as a resistance-type gas sensor for detection of NOx with higher electrical response upon NO. It is our hope that our theoretical assumption could be further studied and realized in the following experiential research, which would be meaningful to propose novel sensing candidate in the field of electrical engineering to guarantee the safe operation of the air insulation equipment.

Application of the membrane process to wastewater treatment and reuse has been increasing due to water shortage, water pollution and an increase in water demand. Membrane fouling including biofouling should be controlled to extend its application. In this study, modulation of diffusible signal factor (DSF) system, the quorum sensing (QS) system that regulates EPS formation by microorganisms, was considered as a promising option to manage biofouling. Among many DSF compounds, cis -2-Decenoic acids (CDA) was selected. The experimental results showed that, as the CDA concentration increased, the density and number of stained cells decreased. The lowest density was observed when the CDA concentration of 300 nM was applied. The EPS on membrane surface decreased with increasing concentration of CDA. The CDA dosing also affected the EPS composition. At the 300 nM CDA dose, the total EPS reduced by up to 57% and the protein fraction by 35%. This study revealed the biofilm reduction effect of CDA under various conditions for MBR sludge. The application of CDA can be adapted to control biofouling in the MBR process.

본 연구는 MRCP 검사에서 대부분 시간이 소요되는 T2 3D 검사 시 CS 기법을 적용해 시간을 단축하고 동시에, CS 계수와 De-noising 계수를 변화시켜 그에 따른 영상 변화에 관하여 연구하고자 하였다. 본 연구는 환자 대신에 3D 프린터를 사용하였으며, 지름 0.55cm인 실리콘 bile duct를 제작하여 실험하였다. 실험 조건은 CS 계수를 1.1, 5, 10, 15, 20, 25로 변화시켰으며, 각각 변화된 CS 계수마다 De-noising 계수를 1, 100, 250, 500, 750, 1000으로 변화시켜 설정된 조건으로 5번씩 검사를 시행하고, 나머지 매개변수는 같게 하여 영상을 획득하였다. 계수 설정 별로 획득된 영상을 SNR, CNR, SSIM 값 순으로 측정하여 비교, 평가하였으며 검사 소요 시간의 변화도 측정하였다. 실험 결과 CS 계수를 기준으로 De-noising을 변화시킨 그룹과 De-noising 계수를 기준으로 CS 계수를 변화시킨 그룹에서 SNR과 CNR 전체적으로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 또한, 검사 소요 시간은 CS 계수의 변화에 따라 많이 감소하였다. 특징적으로는 모든 계수 를 변화시킨 그룹에서 De-noising 계수 10, De-noising 계수 100의 그룹이 SNR과 CNR이 가장 높았으며, 구조적인 유사도를 측정하는 SSIM 값도 가장 높은 것으로 나타났다(p<0.05). 결론적으로, 환자의 호흡정지 기법이 가능한 CS 계수 15 이상에서 De-noising 10 또는 De-noising 100의 조합이 영상의 질과 검사 소요 시간에 있어 가장 최선의 계수 설정이며, 특히 CS 계수 20, De-noising 계수 100의 영상이 기준 영상 SNR의 90%, CNR의 97.2%, 구조적 유사성 98.7%로 가장 우수한 설정값으로 나타났다. 본 연구의 CS 계수와 De-noising 계수의 설정은 영상의 질적 수준을 일정 수준 유지하며, MRCP 검사에서 많은 시간이 소요되는 T2 3D sequence의 검사소요 시간을 단축시켜 진단적인 능력은 유지하며 검사 소요 시간을 줄이는 기초자료로 사용 될 것이라고 사료된다.

본 연구의 목적은 본 연구에서는 탄소나노튜브 기반의 신축성 직물 센서의 모양과 의복 상 부착 위치가 아동의 사지 관절 동작 센싱 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 아동의 사지 동작 센싱에 적합한 직물 동작 센서의 요건을 규명하고자 하였다. 실험 대상 아동에게 2종의 센서 모양과 2개의 센서 부착 위치에 따라 조작된 실험복을 착의시킨 후 60 deg/sec의 속도로, 팔과 다리의 굽힘-폄 동작(60°, 90°의 동작 각도별로 10회씩 3회 반복 동작, 총 60회 동작)에 의한 직물 센서의 신장과 수축에 따른 전압의 변화량을 측정하였으며, 가속도 센서를 함께 부착하여, 센싱 결과의 일치 도를 분석함으로써 신뢰도를 검증하였다. 실험 결과 아동의 팔과 다리 동작을 가장 효율적으로 측정할 수 있는 직물 센서의 구성 요건은 장방형 모양 센서 및 관절로부터 4㎝ 아래 부위에 부착된 센서로 나타났다. 본 연구에서는 아동의 사지 동작 측정에 적합한 직물 센서를 개발하고 관절동작 센싱에 적합한 센서의 모양과 의복 상 부착 위치에 대한 조건 을 분석하였으며, 의복에 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 규명하였다.

국내외 해상 위험·유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances) 물동량 증가와 함께 HNS 유출 사고가 빈번히 발생하고 있다. HNS는 전 세계적으로 약 6,000여 종으로 대부분 유독한 성질을 가지므로 이러한 유출 사고 발생은 해양 생태계 파괴를 비롯하여 폭발 및 화재 등으로 인한 인명 및 재산피해를 유발한다. 따라서 해상 HNS 유출 사고를 대비하여 파장에 따른 HNS 분광 라이브러리 구축 및 탐지 알고리즘을 개발해야 한다. 본 연구에서는 프랑스 현지에서 지상 HNS 유출 실험을 진행하였다. 초분광센서 관측을 통해 파장에 따른 톨루엔 라이브러리 스펙트럼을 구축하였으며, 분광혼합 알고리즘을 활용하여 초분광 HNS를 탐지하였다. 전처리 과정으로 주성분 분석을 적용하여 노이즈 제거 및 차원 압축을 수행하였으며, N-FINDR 기법을 통해 영상을 대표하는 톨루엔과 해수의 엔드멤버 스펙트럼을 추출하였다. 스펙트럼 기반의 톨루엔 및 해수의 점유비율을 계산함으로써 모든 픽셀의 HNS 탐지 정확도를 확률로 제시하였다. 최대 탐지 정확도를 가지는 점유비율 선정을 위해 418.15 nm 파장의 복사도 영상과 비교하였으며, 그 결과 약 42%의 비율에 서 99% 이상의 정확도를 나타내었다. 해상 HNS 유출은 높은 위험성으로 인해 사람이 쉽게 접근할 수 없는 한계를 지닌다. 본 HNS 실험과정 및 탐지 결과는 초분광 원격탐사에 기반한 HNS 오염 해역 추정에 도움이 될 것이다.

Using first-principles theory, this work investigated the Cu-doping behavior on the N-vacancy of the C3N monolayer and simulated the adsorption performance of Cu-doped C3N (Cu–C3N) monolayer upon two dissolved gases ( H2 and C2H2). The calculations meant to explore novel candidate for sensing application in the field of electrical engineering evaluating the operation status of the transformers. Our results indicated that the Cu dopant could be stably anchored on the N- vacancy with the Eb of − 3.65 eV and caused a magnetic moment of 1 μB. The Cu–C3N monolayer has stronger performance upon C2H2 adsorption than H2 give the larger Ead, QT and change in electronic behavior. The frontier molecular orbital (FMO) theory indicates that Cu–C3N monolayer has the potential to be applied as a resistance-type sensor for detection of such two gases, while the work function analysis evidences its potential as a field-effect transistor sensor as well. Our work can bring beneficial information for exploration of novel sensing material to be applied in the field of electrical engineering, and provide guidance to explore novel nano-sensors in many fields.

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물 을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서 (piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분 산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능 을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

The gas response characteristic toward C2H5OH has been demonstrated in terms of copper-vacancy concentration, hole density, and microstructural factors for undoped/Li(I)-doped CuO thin films prepared by sol-gel method. For the films, both concentrations of intrinsic copper vacancies and electronic holes decrease with increasing calcination temperature from 400 to 500 to 600 oC. Li(I) doping into CuO leads to the reduction of copper-vacancy concentration and the enhancement of hole density. The increase of calcination temperature or Li(I) doping concentration in the film increases both optical band gap energy and Cu2p binding energy, which are characterized by UV-vis-NIR and X-ray photoelectron spectroscopy, respectively. The overall hole density of the film is determined by the offset effect of intrinsic and extrinsic hole densities, which depend on the calcination temperature and the Li(I) doping amount, respectively. The apparent resistance of the film is determined by the concentration of the structural defects such as copper vacancies, Li(I) dopants, and grain boundaries, as well as by the hole density. As a result, it is found that the gas response value of the film sensor is directly proportional to the apparent sensor resistance.