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다층의 고분자 전해질을 이용한 Poly-(dimetnylsiloxane)의 표면 개질 및 특성
심현우,이창희,이지혜,황택성,이창수,Shim, Hyun-Woo,Lee, Chang-Hee,Lee, Ji-Hye,Hwang, Taek-Sung,Lee, Chang-Soo 한국생물공학회 2008 KSBB Journal Vol.23 No.3
최근 마이크로 및 나노테크놀러지 (nanotechnology) 분야에서 가장 범용적으로 사용되고 있는 폴리머인 Poly-(dimethylsiloxane) (PDMS)의 표면을 다층의 고분자 전해질을 이용하여 표면 개질 및 그 특성을 보였다. 서로 상반되는 전하를 나타내는 고분자 전해질의 정전기적 인력을 통해 개질된 PDMS의 표면 성질은 접촉각 분석기를 이용한 접촉각의 측정 및 Fourier transform infrared (FT-lR) spectroscopy를 이용해 측정함으로써 확인할 수 있었다. 상기의 표면 개질 방법을 통하여 원하는 표면의 성질을 구현 할 수 있고 생체 물질의 부착을 위한 표면 또한 쉽게 만들 수 있다. 다층의 고분자 전해질로 개질된 PDMS 표면에 부착된 박테리아는 표면이 개질 되지 않은 PDMS 표면과 매우 높은 대조를 이루는 것을 확인 할 수 있었다. PDMS 표면에 세포 부착을 위한 경우 그것의 소수성인 표면 성질로 인한 제약을 본 연구에서 제안한 표면 개질 방법을 이용하여 해결 할 수 있었다. 상기 방법의 가장 큰 장점은 간단하고, 빠르게 표면을 개질 할 수 있는 방법이라는 점에 있으며, 고분자 전해질의 여러 조합을 통해 원하는 표면의 성질을 조절 할 수 있으므로 매우 중요한 기술로 생각된다. 본 연구에서 제안된 방법은 간단하고, 편리하며, 매우 재현성이 높고, 빠르게 구현할 수 있어서 이것을 이용하여 바이오 센서 및 바이오 칩, 랩온어 칩 분야, 패터닝, 세포와 표면 간의 상호작용 연구를 위한 응용 분야로의 적용이 될 것으로 기대된다. A poly-(dimethylsiloxane) (PDMS) surface modified by the successive deposition of the polyelectrolytes, poly-(allylamine hydrochloride) (PAH), poly-(diallyldimethylammoniumchloride) (PDAC), poly-(4-ammonium styrenesulfonic acid) (PSS), and poly-(acrylic acid) (PAA), was presented for the application of selective cell immobilization. It is formed via electrostatic attraction between adjacent layers of opposite charge. The modified PDMS surface was examined using static contact angle measurements and fourier transform infrared (FT-IR) spectrophotometer. The wettability of the PDMS surface could be easily controlled and functionalized to be biocompatible through regulation of layer numbers. The modified PDMS surface provides appropriate environment for adhesion to cells, which is essential technology for cell patterning with high yield and viability in the patterning process. This method is reproducible, convenient, and rapid. It could be applied to the fabrication of biological sensing, patterning, microelectronics devices, screening system, and study of cell-surface interaction.
박현철(Hyun Cheol Park),심현우(Hyun Woo Shim) 한국자동차공학회 2003 오토저널 Vol.25 No.3
부드러운 것이 강한 것을 제압한다는 말이 있다. 이러한 사실을 잘 표현하는 것이 타이어라 할 수 있다. 타이어는 인류역사에 가장 위대한 발명품의 하나로 꼽히고 있는 바퀴의 현 산물로서, 육상교통과 수송의 급격한 발전을 가져와 인류문명의 발달에 크게 기여하였다. 이제 그 발달사와 구조등과 더불어 내구성에 대하여 알아봄으로서 서두에 쓰여진 내용을 확인하여 보자.<br/>
귀금속 농축을 위한 PCB 기반 양극동의 전해정련 특성
안낙균,심현우,박경수,박정진,Ahn, Nak-Kyoon,Shim, Hyun-Woo,Park, Kyung-Soo,Park, Jeung-Jin 한국자원리싸이클링학회 2018 資源 리싸이클링 Vol.27 No.5
본 연구에서는 구리와 귀금속이 함유된 PCB 스크랩을 양극동으로 사용하여 $H_2SO_4$농도, 전류밀도 변화에 대하여 전해정련 실험을 수행하였다. 전해정련 실험을 통해 각 전극에서 회수된 Cu와 slime에 대하여 농도 분석을 하고 원소들의 거동을 확인하였으며, 전류효율도 계산하였다. $H_2SO_4$ 농도가 증가할수록 전류효율과 Cu의 순도는 감소하였지만 양극 슬라임 내에 귀금속은 2.0 M $H_2SO_4$ 조건에서 최대로 농축되었다. 또한 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 감소하였고 Cu의 순도는 증가하는 경향을 나타내었으며 양극 슬라임 내에 귀금속은 $300A/m^2$ 조건에서 최대로 농축되었다. Pilot scale 실험 결과, 양극 슬라임에 Au 함량은 8,705 mg/kg, Ag 함량은 35,092 mg/kg으로 나타났고, 초기의 함량과 비교했을 때 Au는 약 16배, Ag는 약 14배 농축이 가능하였다.
열분해 공정을 통해 합성된 산화 코발트 나노입자의 리튬 전기화학반응성
진연호,심현우,김동완,Jin, Yun-Ho,Shim, Hyun-Woo,Kim, Dong-Wan 한국세라믹학회 2011 한국세라믹학회지 Vol.48 No.6
Nano-sized cobalt (II) oxide nanoparticles with a high crystallinity were synthesized using thermolysis of a $Co^{2+}$-oleate precursor at 310$^{\circ}C$. The phase and morphology of as-prepared cobalt oxide nanoparticles were characterized using X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy, and Brunauer-Emmett-Teller surface area measurements. The cobalt oxide nanoparticles were found to be spherical nanoclusters with an average diameter of approximately 200 nm, consisting of tiny nanocrystals (10-20 nm). Furthermore, the Li electroactivites of the cobalt oxide nanoparticles were investigated using cyclic voltammetry and galvanostatic cycling. The cobalt oxide nanoparticles could deliver high capacities over 420 mA h $g^{-1}$ at a C/5 current rate.
폐리튬이차전지에서 회수한 탄산리튬으로부터 2-step 침전공정을 이용한 고순도 수산화리튬 분말 제조 연구
주소영,강유빈,심현우,변석현,김용환,이찬기,김대근,Joo, Soyeong,Kang, Yubin,Shim, Hyun-Woo,Byun, Suk-Hyun,Kim, Yong Hwan,Lee, Chan-Gi,Kim, Dae-Guen 한국자원리싸이클링학회 2019 資源 리싸이클링 Vol.28 No.5
금속 폐기물로부터의 유가금속 회수는 관련 원료의 수입 혹은 안정적 원료 수급을 위해서 매우 중요하다. 특히 폐리튬이차전지(LIBs)로부터 회수가 가능한 금속(Li, Co, Ni, Mn 등)의 재사용뿐만 아니라 폐리튬이차전지의 재활용 연구가 필수적이다. 폐리튬이차전지에서 회수된 수산화리튬($LiOH{\cdot}xH_2O$)은 촉매, 이산화탄소 흡수제 및 양극재의 전구체로 재사용이 가능하다. 본 연구에서는 폐리튬이차전지로부터 회수된 탄산리튬 전구체를 사용하였으며, 침전공정을 이용한 선택적인 리튬 분리를 통해 고순도 수산화리튬 분말의 제조 및 최적화 연구를 진행하였다. 수산화리튬 제조 조건으로는 교반을 기반으로 반응온도 $90^{\circ}C$, 반응시간 3 시간, 탄산리튬과 수산화칼슘의 비율 1:1의 조건에서 수행하였으며, 순도 향상을 위해 2-step 수산화리튬 제조 공정을 추가적으로 진행하여 최종적으로 고순도의 수산화리튬 제일수화물($LiOH{\cdot}xH_2O$)을 제조하였다.
김대원,안낙균,심현우,이찬기,최희락,홍현선,Kim, Dae-Weon,Ahn, Nak-Kyoon,Shim, Hyun-Woo,Lee, Chan-Gi,Choi, Hee-Lack,Hong, Hyun Seon 한국결정성장학회 2018 韓國結晶成長學會誌 Vol.28 No.5
The recovery of rare earth elements (REE) including La, Nd and Ce from spent batteries is important issues to reuse scarce resources. Herein, we present a simple recovery process to obtain lanthanum oxide ($La_2O_3$) from spent Ni-MH batteries, and demonstrate the conversion mechanism from $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ to $La_2O_3$. This strategy requires the initial preparation of $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ and subsequent metathesis reaction with $Na_2CO_3$ at $70^{\circ}C$. This metathesis reaction resulted in the crystalline lanthanum carbonate hydrate ($La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$) powder with plate-like morphology. On the basis of TGA result, the $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ powder was calcined in air at three different temperatures, that is, $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, and $1000^{\circ}C$. As the calcination temperature increased, the morphology of powder was changed; prism-like ($NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$) ${\rightarrow}$ platelike ($La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$) ${\rightarrow}$ aggregated irregular shape ($La_2O_3$). Futhermore, XRD results indicated that the crystalline $La_2O_3$ could be synthesized after the metathesis reaction with $Na_2CO_3$, followed by heat-treatment at $1000^{\circ}C$, along with a change of crystallographic structures; $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ ${\rightarrow}$ $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ ${\rightarrow}$ $La_2O_3$. 폐니켈수소전지에 함유된 희토류들의 회수는 자원 재활용을 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 본 논문에서는 폐니켈수소전지에 함유된 주요 희토류 성분 중의 하나인 란탄의 회수와 산화물로 전환되는 메커니즘 연구를 위하여, 재활용 공정에서 확보되는 희토류 침전물($NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O$, RE = La, Nd, Ce)과 같은 단일 조성의 $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ 분말을 합성하였다. 합성된 분말은 $70^{\circ}C$에서 진행된 탄산나트륨과의 이온치환반응을 통해 판상형의 $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 결정상을 나타냈으며, 비교를 위해 상온에서 진행된 치환 반응을 진행하였다. 이후 산화란탄 합성을 위해 TG 분석 결과를 바탕으로, $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 분말을 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $1000^{\circ}C$에서 후열처리를 진행하였으며, 이에 따른 결정구조의 변화를 분석하였다. FESEM 결과 본 연구에서 합성된 각각의 분말들은 각기둥($NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$), 판상($La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$) 및 특정 형상 없이 불규칙적으로 응집된 형태($La_2O_3$)를 나타내었다.
폐니켈수소전지로부터 회수된 희토류 침전물의 희토류 산화물 분말 제조에 대한 연구
김대원,안낙균,심현우,박경수,최희락,Kim, Dae-Weon,Ahn, Nak-Kyoon,Shim, Hyun-Woo,Park, Kyung-Soo,Choi, Hee-Lack 한국분말야금학회 2018 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.25 No.3
We report a method for preparing rare earth oxides ($Re_xO_y$) from the recycling process for spent Ni-metal hydride (Ni-MH) batteries. This process first involves a leaching of spent Ni-MH powders with sulfuric acid at $90^{\circ}C$, resulting in rare earth precipitates (i.e., $NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O$, RE = La, Ce, Nd), which are converted into rare earth oxides via two different approaches: i) simple heat treatment in air, and ii) metathesis reaction with NaOH at $70^{\circ}C$. Not only the morphological features but also the crystallographic structures of all products are systematically investigated using field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD); their thermal behaviors are also analyzed. In particular, XRD results show that some of the rare earth precipitates are converted into oxide form (such as $La_2O_3$, $Ce_2O_3$, and $Nd_2O_3$) with heat treatment at $1200^{\circ}C$; however, secondary peaks are also observed. On the other hand, rare earth oxides, RExOy can be successfully obtained after metathesis of rare earth precipitates, followed by heat treatment at $1000^{\circ}C$ in air, along with a change of crystallographic structures, i.e., $NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O{\rightarrow}RE(OH)_3{\rightarrow}RE_xO_y$.