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다이렉트 프린팅용 청정 금속 및 세라믹 나노 입자 잉크 기술 동향
홍성제,김종웅,한철종,김용성,홍태환,Hong, Sung-Jei,Kim, Jong-Woong,Han, Chul-Jong,Kim, Young-Sung,Hong, Tae-Whan 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.2
본고에서는 청정 공정을 이용한 다이렉트 프린팅용 금속 및 세라믹 나노 입자 및 잉크 소재의 국내외 기술 동향 및 시장 전망에 대해 고찰하였다. 다이렉트 프린팅용 나노 입자 기술은 해외의 경우 UILVAC에서 연구 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 주로 가스중 증발법에 의해 진행되고 있었다. 또한, 국내의 경우 전자부품연구원 등 산학연에서 활발하게 진행되고 있고, 가스중 증발법 및 저온 합성법 등 건식과 습식법에 의해 진행되고 있었다. 또한 이러한 금속 및 세라믹 나노 분말 입자를 이용하여 잉크를 제조하고 이를 다이렉트 프린팅 공정에 적용하여 박막 및 패턴을 제작하는 연구도 진행되고 있었다. 이러한 다이렉트 프린팅용 나노 입자 및 잉크는 전기, 전자, 정보, 통신 산업의 핵심 소재로서 관련 산업 및 시장이 빠른 속도로 증가하고 있다. 이러한 청정 공정 기술은 연구개발 단계에 있어 국내에서도 청정 기술을 이용하여 선진 기술에 접근하고 있는 결과가 제시되고 있다. 이와 같이 다이렉트 프린팅용 금속 및 세라믹 나노 입자 및 잉크의 기술에 있어서 세계적인 기술의 주도를 위해선 나노 입자 및 잉크의 청정 제조의 원천 기술 개발을 통한 기술 확보 및 시장의 경쟁을 통한 우위 점유가 필요하다. In this paper, trends on technology of metal and ceramic nanoparticle inks using eco-friendly process were reviewed. There are two types of eco-friendly processes, dry and wet. In case of dry process, gas evaporation process was being used to synthesize the ultrafine nanoparticles. Also, in case of wet process, low temperature process excluding harmful elements such as $Cl^-$ and ${NO_3}^-$ was being used to synthesize the ultrafine nanoparticles. Sizes of nanoparticles were less than 10 nm using the eco-friendly processes, and the nanoparticles were well dispersed into ink solvent. The ink was successfully applied to fabricate directly printed pattern.
영구자석 스크랩으로 합성한 산화철 나노입자의 물성에 미치는 열처리 온도의 영향
홍성제,홍상혁,조아진,김용성,김병준,양수원,이재용,Hong, Sung-Jei,Hong, Sang Hyeok,Jo, Ajin,Kim, Young-Sung,Kim, ByeongJun,Yang, Suwon,Lee, Jae-Yong 한국청정기술학회 2022 청정기술 Vol.28 No.2
In this study, iron oxide (FeO<sub>x</sub>) nanoparticles were synthesized using iron (Fe) by-products recovered from NdFeB permanent magnet scraps, and the effect of heat-treatment temperature on the physical properties of the FeO<sub>x</sub> nanoparticles was investigated. In order to prepare the FeO<sub>x</sub> nanoparticles, 2.0 M ammonia (NH<sub>4</sub>OH) solution was added to an iron by-product solution diluted to c.a. 10 wt% in D.I. water, which led to the precipitation of the iron oxide precursor. Then, the FeO<sub>x</sub> nanoparticles were synthesized by heat-treatment at 300 ℃, 400 ℃, 500 ℃ and 600 ℃. After that, the physical properties of the FeO<sub>x</sub> nanoparticles were investigated in order to understand the effect of the heat-treatment temperature. The results of the X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the diffraction peak in accordance with the <104> direction increased as the heat-treatment increased, and a diffraction peak indicating the α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> crystal structure was detected at heat-treatment temperatures above 500 ℃. The BET specific surface area analysis revealed that the specific surface area decreased as the heat-treatment temperature increased to above 400 ℃. Observation with a high resolution transmission electron microscope (HRTEM) showed that rod-shaped nanoparticles were formed, and the size of the nanoparticles showed a tendency to increase as the heat-treatment temperature increased.
홍성제,한정인,Hong, Sung-Jei,Han, Jeong-in 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.10
In this paper, synthetic conditions of titania nanparticle was investigated to enhance its uniformity of the particle size as a child particle on organic mother particle of liquid powder type electronic paper. The physical properties are very important to improve the uniformity of electrical charging properties Concentration of titania raw material ($C_9H_{19}NO_4Ti$) in the ethanol solvent, pH, and concentration of the solution in the D.I. water were selected as parameters. As a result, ultrafine and well crystallized titania nanoparticle with good uniformity could be synthesized as the concentration of the $C_9H_{19}NO_4Ti$ in the ethanol solvent, pH of the solution, and the amount of the D.I. water were increased. Using the optimized conditions, the titania nanparoticle with uniformly ultrafime size of 10 nm could be synthesized.
나노 가스 감지 소자의 특성에 미치는 촉매 구조의 영향
홍성제,한정인,Hong, Sung-Jei,Isshiki Minoru,Han, Jeong-In 한국전기전자재료학회 2005 전기전자재료학회논문지 Vol.18 No.10
In this paper, effect of catalytic configuration on the sensing properties of $SnO_2$ nanoparticle gas sensitive thick film was investigated. Two types of catalytic configuration, mono and binary, were made on the $SnO_2$ nanoparticle. In case of mono catalytic system, $3 wt\%$ Pd or Pt catalyst was doped onto the $SnO_2$ nanoparticle, respectively. In case of binary catalytic system, Pd and Pt was doped simultaneously with concentration ratio of 1:2 to 2:1 onto the $SnO_2$ nanoparticle. After doping, gas sensitive thick film was printed on alumina substrate and heat-treated at 450 to $600^{\circ}C$. Gas sensing properties was evaluated using 500 to 10,000 ppm $CH_4$ gas. As a result, gas sensitive thick film with binary catalytic system showed unstable phenomena that the gas sensitivity was changed according to aging time. In contrary, the mono catalytic system showed relatively stable phenomena despite of aging time. Especially, gas sensitive thick film doped with $3 wt\%$ Pt catalyst and heat-treated at $500^{\circ}C$ showed good sensing properties such as 0.57 of $R_{3500}/R_{1000}$ and very small variation within $3.5\%$ after aging for 5 hours, and response time was very short less than 20 seconds.
유연 투명 도전용 나노 소재와 웨어러블 디바이스 응용 전망
홍성제 ( Sung Jei Hong ),한정인 ( Jeong In Han ) 한국공업화학회 2016 공업화학전망 Vol.19 No.4
본고에서는 기존의 ITO 박막을 대체하여 유연한 특성을 나타낼 수 있는 투명 도전체용 나노 소재의 동향 및 웨어러블 디바이스의 동향을 살펴보고 이로써 투명 도전체용 유연 나노 소재의 웨어러블 디바이스에 적용 전망에 대해 고찰하였다. 은 나노선(Ag nanowire) 등 유연 특성을 갖춘 투명 도전용 나노 소재는 웨어러블 디바이스에도 적용이 가능할 것으로 전망되지만, 상용화에 성공하기 위해선 하이브리드 구조화 등 나노 소재들의 약점을 보완할 수 있는 연구가 필요하고 이들이 웨어러블 디바이스 시장에서 성공적으로 상용화될 수 있도록 지속적인 노력이 필요하다.
투명전극용 인듐 주석 산화물 타겟 소재의 재자원화 동향
홍성제(Sung-Jei Hong),이재용(Jae Yong Lee) 한국청정기술학회 2015 청정기술 Vol.21 No.4
인듐주석산화물(ITO)은 TFT-LCD, OLED 등의 투명전극에 널리 사용되는 소재이다. ITO의 주요 원소인 인듐(In)은 높은 비용과 제한된 매장량 등으로 인해 머지 않아 고갈될 것으로 예측되고 있다. 이에 대처하는 방법은 공정 후 잔류 ITO 타겟을 재활용하여 ITO 소재의 원료를 확보하는 것이다. 본 원고에서는 공정 후 잔류 ITO 타겟의 재자원화 기술 및 시장 동향 고찰 및 효율적인 재활용을 위한 방향을 제시하였다. 그 결과, 현재 국내 및 일본에서 대부분 잔류 ITO 타겟에서 In만을 재자원화 하고 있는 것으로 파악되었다. 이외에도 ITO 나노분말 입자를 제조 및 분산한 용액을 이용하여 투명전극을 제작하는 연구개발이 진행되고 있다. 그러나, ITO 타겟을 이용한 투명전극이 다른 대체 기술을 적용한 것보다 우수하기 때문에, 보다 효율적인 ITO 재자원화 및 타겟 제작을 위해 ITO를 동시에 재생하는 기술 확립이 필요한 것으로 보인다. Indium-Tin-Oxide (ITO) is a material that is widely used for transparent conductive electrodes (TCEs). Indium (In), chief element of the ITO, is expected to be depleted in the near future owing to its high cost and limited reserves. To overcome the issue, ITO has to be retained by recycling redundant ITO targets after manufacturing processes. In this article, we proposed an efficient recycling way of the redundant ITO targets with investigation of the current recycling tendencies in domestic and foreign countries. As a result, it was revealed that only In is recycled from the redundant targets in domestic and Japan. As well, fabrication of TCEs is being researched with ITO nanoparticles solutions. However, since the TCEs fabricated with ITO target is superior to those with other materials, it is thought that establishment of regeneration technology of ITO itself is demanded for an efficient recycling and fabrication of ITO target.