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전기증착법으로 제조된 WO<sub>3</sub> 박막의 광촉매 특성
강광모,정지혜,이가인,임재민,천현정,김덕현,나윤채,Kang, Kwang-Mo,Jeong, Ji-Hye,Lee, Ga-In,Im, Jae-Min,Cheon, Hyun-Jeong,Kim, Deok-Hyeon,Nah, Yoon-Chae 한국분말재료학회 (*구 분말야금학회) 2019 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.26 No.1
Tungsten trioxide ($WO_3$) is a promising candidate as a photocatalyst because of its outstanding electrical and optical properties. In this study, we prepare $WO_3$ thin films by electrodeposition and characterize the photocatalytic degradation of methylene blue using these films. Depending on the voltage conditions (static and pulse), compact and porous $WO_3$ films are fabricated on a transparent ITO/glass substrate. The morphology and crystal structure of electrodeposited $WO_3$ thin films are investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction. An application of static voltage during electrodeposition yields a compact layer of $WO_3$, whereas a highly porous morphology with nanoflakes is produced by a pulse voltage process. Compared to the compact film, the porous $WO_3$ thin film shows better photocatalytic activities. Furthermore, a much higher reaction rate of degradation of methylene blue can be achieved after post-annealing of $WO_3$ thin films.
3D 프린터 기반의 양극산화 TiO<sub>2</sub> 나노튜브 제조
강광모,한송이,나윤채 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
최근까지 전기화학적 방법을 활용한 다양한 형상의 나노 구조체 제조에 관한 연구가 진행되어 왔다. 이 중 양극산화법은 전해질 용액의 종류, 조성, 인가전압, 온도, pH 등 여러 조건에 따라서 나노 기공, 나노튜브 등과 같이 구조체의 형상을 용이하게 제어할 수 있다는 장점이 있다. 양극산화법을 통해 국소적인 영역에 산화 피막을 형성하거나 일정한 패턴의 산화막을 제조하기 위해서는, 이미 패터닝된 금속 기판을 사용하거나 마스크를 통해 부분적인 산화 반응을 유도하는 방법을 사용할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 양극산화의 전처리 공정이 복잡하고 오랜 공정시간이 소요된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터를 이용하여 국소영역에 패터닝된 TiO<sub>2</sub> 나노튜브를 제조하였다. 이를 위해 양극산화 공정이 가능하도록 기존의 3D 프린터를 개조하였고, 디지털 코드를 입력하여 원하는 패턴대로 TiO<sub>2</sub> 나노튜브를 형성하였다. 이렇게 제조된 TiO<sub>2</sub> 나노튜브는 XRD (X-ray diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 등을 통해 결정구조, 표면 형상 및 조성 등을 분석하였다.
강광모,최수민,나윤채 한국표면공학회 2023 한국표면공학회지 Vol.56 No.2
Anodization is an electrochemical process that electrochemically converts a metal surface into an oxide layer, resulting in enhanced corrosion resistance, wear resistance, and improved aesthetic appearance. Local anodization, also known as selective anodization, is a modified process that enables specific regions or patterns on the metal surface to undergo anodization instead of the entire surface. Several methods have been attempted to produce oxide layers via localized anodic oxidation, such as using a mask or pre-patterned substrate. However, these methods are often intricate, time-consuming, and costly. Conversely, the direct writing or patterning approach is a more straightforward and efficient way to fabricate the oxide layers. This review paper intends to enhance our comprehension of local anodization and its potential applications in various fields, including the development of nanotechnologies. The application of anodization is promising in surface engineering, where the anodic oxide layer serves as a protective coating for metals or modifies the surface properties of materials. Furthermore, anodic oxidation can create micro- and nano-scale patterns on metal surfaces. Overall, the development of efficient and cost-effective anodic oxidation methods is essential for the advancement of various industries and technologies.
한송이,강광모,나윤채 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
전기변색은 전기화학 반응에 의한 광특성의 가역적인 변화를 일컫는다. 이를 응용한 전기변색 소자는 전력 소모가 적고 변색 효율이 크다는 장점이 있어 스마트 윈도우, 반사조절 거울, 디스플레이 등의 소자로 활용될 수 있다.전기변색 소재의 코팅에는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅 등 다양한 방법들이 존재한다. 이러한 코팅법은 코팅하고자 하는 기판의 표면 전체에 용이하게 박막을 형성할 수 있다는 장점이 있는 반면에, 국부적인 영역에 코팅하기 위해서는 기판을 패터닝하거나 마스크를 활용하는 등의 추가 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대중적으로 많이 사용되고 있는 3D 프린터를 활용하여 일정한 패턴을 갖는 유기ㆍ고분자 전기변색 소자를 제작하고 이의 변색 특성을 관찰하였다. 이를 위해 전기변색 코팅에 알맞게 3D 프린터를 개조하였고, 슬롯 다이(slot-die) 헤드와 주사기를 장착하여 디지털 코드를 통해 일정한 패턴의 코팅이 가능하도록 하였다. 이렇게 패터닝된 전기변색 소자의 변색 효율, 응답 시간 및 장기 싸이클 특성 등은 potentiostat/galvanostat 과 UV-Vis spectrophotometer를 통해 분석하였다.