Particle-mediated interfacial bridge for surface engineering of hydrogels

김현진 중앙대학교 대학원 2025 국내박사

무기물 입자는 소재에 따라 광촉매 활성, 높은 전자 밀도, 자기 반응성, 광발광, 강한 광흡수 등 다양한 특성을 나타내며, 이러한 실용적인 기능성으로 인해 복합 소재, 에멀젼, 코팅 등 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있다. 무기물 입자를 이용한 균질 복합 소재 또는 분산액을 합성하기 위해서는 유기 용매와 고분자에서의 분산성을 향상시키기 위한 표면 개질 전략이 필수적이다. 무기물 입자의 표면 개질은 일반적으로 유기 분자에 연결 그룹을 부착하여 이루어지며, 연결 그룹은 입자 표면과 결합을 형성하고 분자의 다른 부분은 표면 특성을 정의한다. 무기물 입자의 표면 개질 기술은 널리 개발되었지만 기존 방법은 종종 복잡하고 상당한 양의 화학 물질, 용매 및 에너지가 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이 논문에서는 기계적 밀링을 사용하여 입자의 표면 개질을 위한 대용량으로 용매를 사용을 최소화한 방법을 제안한다. 이 접근 방식은 단일 단계에서 표면특성 제어와 입자 크기 감소를 동시에 가능하게 하여 다양한 무기물 입자를 간단하고 효율적으로 표면 개질할 수 있다. 또한, 표면 개질된 무기물 입자를 활용한 입자매개 계면브릿지 전략을 통해 하이드로겔의 표면을 개질하였다. 하이드로겔은 유연성, 생체 적합성, 자극 반응성 등 고유한 특성으로 인해 생체 의학, 전자 및 로봇 응용 분야를 포함한 다양한 분야에서 유망한 소재로 부상했다. 그러나 하이드로겔의 건조를 방지하기 위해서는 하이드로겔을 표면 개질하여 그 위에 보호층을 안정적으로 코팅하는 것이 필요하다. 이 논문에서는 i) 다중층 마블구조와 ii) 계면에서의 나노입자 어셈블리 합성법을 사용하여 두 가지의 입자를 매개로 하는 하이드로겔의 표면 특성 제어 전략을 제안한다. 다중층 마블구조는 소수성 1차 안정화 입자를 사용하여 하이드로겔 표면을 소수화하여 그 위에 균일한 오일층을 형성하고, 혐유성 2차 안정화 입자를 사용하여 오일층을 캡슐화하여 오일 누출을 방지한다. 그 다음으로는 하이드로겔 표면에서 리간드 교환 반응을 통해 나노입자 어셈블리를 합성한다. 이러한 나노입자 어셈블리는 하이드로겔 표면에 내장되어 견고하고 기능적인 표면을 제공한다. 위에서 소개한 두 가지 전략 모두 입자매개 계면브릿지를 통하여 하이드로겔의 효과적으로 표면을 개질하여 하이드로겔의 건조에 대한 안정적인 보호층을 가능하게한다. Inorganic particles have been widely utilized in various industrial fields, including composite materials, emulsions, and coatings due to their practical functionalities. Depending on the materials, the inorganic particles exhibit various properties such as photocatalytic activity, high electron density, magnetic responsiveness, photoluminescence, and strong optical absorption. To synthesize homogeneous composite materials or dispersions employing inorganic particles, surface modification strategies are essential to improve their dispersibility in organic solvents and polymers. Surface modification of inorganic particles is typically achieved by attaching organic molecules with linking groups. The linking groups form bonds with the particle surface, while the other parts of the molecules define the surface characteristics. Although the surface modification techniques of inorganic particles have been widely developed, conventional methods are often complex and require substantial amounts of chemicals, solvents, and energy. To solve those problems, a large-scale, solvent-free method for surface modification is proposed using mechanical grinding in this thesis. This approach enables simultaneous surface chemistry control and particle size reduction in a single step, providing a simple and efficient solution for modifying various inorganic particles. Furthermore, surface modified inorganic particles were further applied to enable the surface modification of hydrogels through particle-mediated interfacial bridge strategies which assign hydrophobicity to hydrogel. Hydrogels have emerged as promising materials across various fields, including biomedical, electronic and robotic applications due to their unique properties such as flexibility, biocompatibility, and stimuli-responsiveness. However, effective surface passivation of hydrogel has been required to prevent dehydration while addressing the inherent challenges of modifying hydrogel surfaces. In this thesis, two strategies are proposed employing i) multi-layered marble and ii) interfacial nanoparticle assembly. The multi-layered marble employs hydrophobic primary stabilizing particles to form a uniform oil layer on hydrogel surfaces, and oleophobic secondary stabilizing particles to encapsulate the oil layer and prevent oil leakage. Next, the interfacial nanoparticle assembly is performed by ligand exchange reaction on the surface of hydrogels. These nanoparticle assemblies are embedded into the surface of hydrogels, providing a robust and functional surface. Both strategies allow for effective surface modification of hydrogels through particle-mediated interfacial bridge between hydrogels and hydrophobic passivation layer.

Development of inductive metal particle measurement system for real-time monitoring of airborne metal particles

박지원 Graduate School, Yonsei University 2021 국내석사

Airborne metal particles exert significant adverse effects on manufacturing yields in major manufacturing industries as well as on human health and the environment. Airborne metal particles in industrial workplaces are not only subjected to the movement of high-speed rotating/reciprocating machines and complex air flows formed by ventilation systems but also their sources are vastly distributed, resulting high spatial-temporal variations in concentration and size. Therefore, extensive monitoring of these airborne metal particles in industrial workplaces is essential. However, current commercial devices are unable to detect metal particles in real-time, and those that can detect real-time have only been able to detect metals in oil on lubricating devices. This study developed a novel, real-time, and low-cost inductive metal particle measurement system that can detect airborne metal particles which cannot be measured by currently available portable devices. The particle detection system consists of particle sampling, particle sensing, oil circulation sections and signal processing circuit. Airborne particles of different sizes enter the system and are classified according to their sizes in the particle sampling section. Particles larger than 5 μm are collected on the oil surface and passed through the particle sensing section along with the oil circulating throughout the system. The particle sensing section based on inductive sensing was realized using a 3D multilayer solenoid connected to a high-precision inductance meter. The performance of each section was first evaluated, and then the overall performance of the system was evaluated. The results show that ferrous and nonferrous metals in airborne particles can be detected and differentiated using proposed system with minimum detectable size of 5-10 μm for Fe and 50-60 μm for Cu particles. In addition, the number concentration of Fe particles was converted and compared with the reference number concentrations measured by high-precision commercial instrument, under the metal particle generation condition. The comparison results of the system show good agreement at concentrations within its detectable range, up to 200 #/L. The proposed system and design concept can be widely used in industrial manufacturing facilities that subjected to substantial metal pollution, since it has a potential for the application in a real-time and extensive monitoring of airborne metal particles for rapid and efficient yield management. 지난 수십 년간, PM (particulate matter; 입자상 물질)은 인체 내 다양한 질병의 주 원인으로 밝혀져 큰 관심을 이끌었다. 현재 PM은 입자의 수, 질량, 크기 분포, 표면적, 밀도의 metric에 기반한 측정기를 이용하여 측정되고 있으며, 입자의 전기적/자기적 특성과 같은 다른 물리적 특성을 측정 가능한 metric 또는 측정기에 대한 개발은 진행되지 않은 상황이다. PM 내 금속 성분은 인체 건강에 특히 유해할 뿐만 아니라, 주요 제조 산업에서 수율 손실의 주 원인이 된다. 이러한 작업장 내 금속입자는 시공간에 따른 크기 및 농도 변화가 크기 때문에, 실시간, 그리고 다지점 모니터링이 요구된다. 하지만, 현재 실시간으로 공기 중 금속입자를 감지 가능한 센서는 전무하다. 이 연구에서는 자기용량식 센서에 ATH(air-to-hydrosol) 포집 기법과 오일 순환 시스템을 접목하여, 실시간으로 공기 중 금속입자를 감지 가능한 금속입자 측정 시스템을 개발하였다. 시스템은 입자 포집부, 감지부, 오일 순환부 그리고 신호처리회로로 구성되어 있다. 공기 중 입자는 그 입경에 따라 포집부 내에서 분류되며, 5 μm보다 큰 입자는 오일에 포집된다. 포집된 입자는 시스템 전반을 순환하는 오일을 따라 감지부에 이송되며, 감지된 입자는 오일 저장고에 침적한다. 오일은 순환에 의해 다시 포집부로 이동하며, 시스템의 연속적인 입자 감지가 가능하다. 신호처리회로를 구성하는 자기용량 측정회로는 금속입자에 의해 발생되는 자기용량 피크 신호를 측정하며, MCU(Micro-controller unit)는 측정된 신호를 수농도로 환산하고 데이터를 송신한다. 각 구성부에 대한 특성 평가가 먼저 진행되었으며, 입자 포집 및 감지 기능을 검증하였다. 개발된 포집부는 목표 입경대의 입자를 오일에 포집 가능하였으며, 감지부는 5~45 μm의 철 입자와 50~100 μm의 구리 입자를 감지 가능하였다. 구성부는 단일 시스템으로 통합되었으며, 통합된 시스템은 챔버 내 분사된 공기 중 금속입자를 감지하여, 시스템의 전반적인 기능(입자 포집, 입자 감지, 오일 순환)이 검증되었다. 또한, 자성 금속입자인 철 입자에 대한 시스템의 입경별 효율 특성 평가가 진행되었다. 실험을 통해 얻어진 평균 입경별 효율 값을 기반으로, 철 입자의 수농도가 환산되었으며, 금속입자 발생 조건에서의 레퍼런스 측정 장비와 비교 평가되었다. 제안된 시스템은 최대 감지 농도인 200 #/L 내에서 레퍼런스 농도 값과 상응하였으며, 데이터 보정 기법을 적용한다면 coincidence error를 개선하여 더 높은 농도의 공기 중 금속입자도 측정 가능할 것으로 기대된다. 본 연구의 결과로 제안된 시스템과 방법론은 많은 제조 산업 작업장 내에서 빠르고 효율적인 수율 관리를 위한 실시간 다지점 공기 중 금속입자 모니터링에 활용 가능하다.

형광 특성을 가진 단분산 야누스 미세구 합성에 대한 연구

박주원 수원대학교 2022 국내석사

A Janus particle is a particle composed of two or more phases within one particle. Janus particles are applied in various fields such as surfactant for producing Pickering emulsions, drug delivery systems, and display devices due to their unique advantages that cannot be obtained from materials with uniform particle morphology and physical properties. Janus particles are mainly manufactured using masking, self-assembly, and phase separation methods. In this study, amphiphilic monodisperse Janus particles of several sizes were prepared using the seed swelling polymerization method, which is one of the phase separation methods. In addition, a method for imparting selective fluorescence properties to Janus particles and a method for manufacturing hemispherical particles were studied. To achieve this goal, spherical seed particles were first synthesized by dispersion polymerization and hydrolysis reaction. Then, Janus particles were prepared by utilizing the seed swelling polymerization method. The Janus particles with sizes of 2 μm, 4 μm, and 5 μm were prepared by adjusting the content of the synthetic material and the ratio of the dispersion medium in proportion to the size of the seed particles. Fluorescent Janus particles were synthesized through Steglich esterification of rhodamine B, a fluorescent dye, in the hydrophilic hemisphere of Janus particles. These fluorescent Janus particles had the advantage that they did not discolor even after repeated washing processes compared to the conventional fluorescent particles through swelling and diffusion. In addition, hydrophobic hemispherical particles were obtained by selectively dissolving the hydrophilic parts of Janus particles. The Janus particles prepared in this study could potentially be used in Pickering emulsions, particles for drug delivery systems, and optical biosensing.

Pulmonary toxicity of polytetrafluoroethylene (PTFE) particles

백진이 Graduate School, Yonsei University 2024 국내박사

PTFE (Polytetrafluoroethylene), widely used in various industries such as cookware coatings, has been reported to have human toxicity due to thermal decomposition products at high temperatures, but the pulmonary toxicity of the PTFE particles at low temperatures has rarely been reported. However, recently, cases of fibrotic lung diseases such as pulmonary granuloma and pneumoconiosis have been reported among workers handling PTFE-containing coatings at low temperatures, indicating the need to evaluate the pulmonary toxicity of PTFE particles themselves. The objective of this study was to investigate the mechanisms of toxicity and fibrosis in lung cells exposed to PTFE particles and to assess the potential pulmonary toxicity in rats following a single intratracheal instillation of PTFE particles. In vitro results showed that both lung epithelial cells (A549) and lung fibroblasts (MRC-5) exhibited decreased cell viability and increased lactate dehydrogenase (LDH) levels. Lung epithelial cells underwent a mesenchymal-like transformation, with changes observed in epithelial-mesenchymal transition (EMT)-associated proteins, including E-cadherin. In lung fibroblasts, the expression levels of cytokines and proteins, including Transforming growth factor-beta1 (TGF-β1) and α-SMA, associated with fibroblast-myofibroblast transition (FMT), increased, along with those of the fibrosis-associated protein YKL-40. The in vivo results indicate that no toxicological or inflammatory changes were observed in the exposed group after 28 days. Additionally, there was no evidence of collagen deposition or expression of proteins associated with EMT or FMT in lung tissues. However, residual PTFE particles were observed in the lungs up to 28 days post-exposure. Histopathological examination revealed macrophage infiltration in the lung tissue of both the high and medium concentration groups, with granulomatous inflammation accompanied by foreign body reaction observed specifically in the high concentration group. These results confirmed that PTFE particles induce pulmonary cell toxicity and trigger EMT, FMT responses associated with fibrosis, and pulmonary granulomatous inflammatory reactions. Considering that these results are similar to lung tissue findings reported in workers handling PTFE-containing coating liquids, the risk of developing fibrotic lung diseases such as pneumoconiosis cannot be underestimated. Despite the limitations of this study regarding lung toxicity studies, such as exposure methods, it provides important experimental evidence and guides future research directions investigating lung toxicity induced by PTFE particles. 조리용품 코팅제 등 다양한 산업에 널리 사용되고 있는PTFE (Polytetrafluoroethylene)는 고온에서 발생하는 열분해 산물로 인한 인체 유해성이 보고되고 있지만, 입자 자체의 폐 독성은 거의 보고되지 않았다. 그러나 최근 저온에서 PTFE 함유 코팅제를 취급하는 작업자들에서 폐 육아종, 진폐증 등 섬유화성 폐질환 발병이 보고되고 있어 PTFE 입자 자체의 폐 독성 평가가 필요하다. 본 연구에서는 PTFE 입자에 노출된 폐 세포에서 독성 및 섬유화 관련 기전을 확인하고, 단회 기관내주입(intra tracheal instillation)으로 PTFE 입자에 노출된 랫드의 폐 독성 가능성을 평가하고자 하였다. 세포실험 결과, 폐 상피세포(A549) 및 폐 섬유아세포(MRC5)에서 모두 세포생존율 감소 및 젖산탈수소효소(Lactate Dehydrogenase)가 증가하였고, 폐 상피세포의 경우 중간엽과 유사한 형태로 변환이 관찰되었으며, β-catenin 등 상피간엽이행(epithelial mesechymal transition, EMT) 단백질의 변화가 확인되었다. 폐 섬유아세포에서는 근섬유아세포전환(fibroblast myofibroblast transition, FMT) 관련 사이토카인과 단백질인 Transforming growth factor-beta1 (TGF-β1), a-SMA 및 섬유화 관련 단백질 YKL-40의 발현량 증가하였다. 동물실험 결과, 노출 28일 후 노출군에서 독성학적 변화 및 폐에서 염증성 변화는 없었고, 폐조직에서 콜라겐 침착 및 EMT, FMT 관련 단백질의 발현 또한 관찰되지 않았다. 그러나, 노출군에서PTFE 입자가 노출 28일 후까지 폐 잔류가 관찰되었고, 중농도 및 고농도군의 폐 조직에서 대식세포 침윤 및 고농도군에서 이물(foreign body)을 동반한 육아종성 염증 병변이 관찰되었다. 본 실험결과를 통해 PTFE 입자는 폐 세포 독성, 섬유화와 관련된 EMT, FMT 반응 및 폐 육아종성 염증반응을 유도할 수 있음이 확인되었다. 이러한 결과는 PTFE 함유 코팅액 취급 작업자에서 보고된 폐조직 소견과 유사함에 따라 진폐증과 같은 섬유화성 폐질환으로 진행될 위험성은 간과할 수 없다. 본 연구는 PTFE 입자에 대한 폐 독성 연구로써 노출방법 등의 제한점이 있지만, PTFE 입자의 폐 독성연구에 대한 미래 연구 방향을 제시하는 데 중요한 실험적 증거를 제공할 수 있을 것이다.

Biogeochemical Cycling of Copper Associated with Particulate Matter in Lake Superior

정재봉 Michigan Technological University 2002 해외박사

The biogeochemical cycling of trace metals in natural systems is strongly associated with biotic- and abiotic-particles being created and released by weathering, anthropogenic and biological activities. Particles act as metal sinks and sources. Particulate species may undergo several chemical reactions that affect the bioavalablility and toxicity of trace metals to aquatic biota. A billion tons of metal-rich mine tailings were discharged along the shore of the Keweenaw Peninsula over a 100-year period due to copper mining activity. Several decades after cessation of the tailing discharges, high concentrations of trace metals in sediments are still found along the coastal areas. This thesis focuses on the release of copper from the mine tailings, the movement of copper in the lake, and the ultimate fate of the copper. The major objective of this study was to determine the processes governing concentrations of dissolved copper in the west coastal area of the Keweenaw Peninsula. The two major processes were found to be dissolution of copper from the mine tailings and scavenging of copper by suspended particles. Spatio-temporal patterns of suspended particles were examined to determine the influence of environmental factors on the dynamics and distribution of the suspended particles. River inputs, texture of sediments, thermal structure, bathymetry, and weather conditions were shown to be the major factors that regulate suspended particles and sediments in the study area. To identify the pathway of particle/sediment movements, chemical and mineralogical fingerprints of the major sediment source materials were developed and used as tracers. Longshore transport of suspended particles and sediments in conjunction with currents and waves was shown to be the predominant process in the study area; some cross-margin transport was also shown to occur. Spatio-temporal patterns of dissolved copper concentrations revealed nearshore/offshore gradients that result from the coastal contamination with copper tailings. Unlike in the oceans, uniform depth profiles of total dissolved copper and high Cu:C ratio of settling particles were observed. These profiles indicate that copper is controlled by the suspended particles via sorption (scavenging) rather than biological activity (uptake by algae).

씨드 팽윤 광중합 방법을 통한 야누스 나노입자 합성에 대한 연구

장근영 수원대학교 2024 국내석사

Janus particles, which refer to particles in which two or more phases with different chemical or physical properties coexist within one particle, can be used in various fields such as surfactants, catalysts, bio-sensing, drug delivery media, cosmetic materials, and solar cells due to their anisotropic properties. Janus particles can be manufactured by various methods such as masking, self-assembly, and phase separation, etc. However, it is very difficult to manufacture Janus particles with monodisperse size in large quantities because the reported methods are complex and require many processes. In this study, we investigated a method for synthesizing monodisperse Janus particles of various sizes using a phase separation method by seed swelling and photopolymerization. Furthermore, the effects of various variables on the swelling and polymerization of seed particles were carefully analyzed. To prepare micro-sized Janus particles, poly(St-co-VAc) copolymer particles were first synthesized through dispersion polymerization, and then poly(St-co-VA) particles modified by surface hydrolysis were used as seed particles. Hydrophilically modified poly(St-co-VA) seed particles were swollen with a mixture of alkyl acrylate monomer, photoinitiator, and cross-linker and then photopolymerized to prepare Janus microparticles in which the hydrophobic phase was separated from the hydrophilic phase. Monodisperse seed nanoparticles for producing Janus nanoparticles were used by synthesizing poly(St-co-DVB) cross-linked particles through emulsifier-free emulsion polymerization. Snowman-shaped submicro-sized Janus particles were successfully prepared by swelling seed nanoparticles with very fine droplets of dodecyl acrylate monomer mixture and then photopolymerizing them. The ability to produce Janus particles of various diameters is due to controlling the optimal interfacial tension by selecting the composition and content of the dispersion medium according to the size of the seed particle. As a result of this study, it was possible to produce various monodisperse Janus particles with sizes of 800 nm, 2 ㎛, 4 ㎛, and 5 ㎛. This is due to controlling the degree of swelling of the seed particles by size depending on the composition of the dispersion medium and the molecular weight of the monomer. By controlling the size of the monomer droplet, the diameter of Janus particles synthesized by conventional seed swelling photopolymerization could be reduced to submicron size. In particular, the Janus nanoparticles manufactured in this study were photopolymerized after introducing a dynamic swelling method, and showed a much smaller size than the Janus particles produced by the conventional photopolymerization method. It is expected that the size-specific Janus particles obtained in this study can be used in various fields both in academia and industry.

Fluorescent, magnetic and stimuli-responsive composite particles via emulsion polymerization

Patakamuri Govindaiah 연세대학교 대학원 2011 국내석사

韓國語 助詞의 通時的 硏究

김승곤 建國大學校 大學院 1978 국내박사

Korean particles of 15 century were firsty changed upon the Japanese aggression in 1592. and they has approached to the recent times' particles. Second change of Korean particles were performed on the movement of the uniffcation of the written and spoken Korean after the reformation of 11894. After this movement, The Korean particles were approached- completely to the current Korean particles. But, at that time, There was not standard Korean orthography. And so, then many Korean scholars were conscious of the necessity of standard Korean orthography. So, they began to make the standard Korean orthography. After that standard orthography, in 1933 Korean particles were suffered to change thirdly. Since then, Korean particles were unificated as current Korean particlles. The reasons of the transition of Korean particles aared as following 1. The change of the phonemes makes the change of the particles. For some examples, {이셔} was changed as {에셔}, {이} was changed as {의}, {로} was changed {으로}…… etcs. 2. The change of Korean particles depend upon the senses of the Grammar. for some examples, the polite nominative particles, {?셔, 겨오셔} was developped 3. The change of the social structure makes the particles change. Take some examples, the spoken Korean particles, {가, 처럼, 대로, 요, 야, ……} were given lives by the movements of the unification for the spoken and written Korean. 4. The change of particles are made by the connection of the morphemes. For examples, nominative particle {이} and possessive particle {의} was nominative pronouns, and possessive each other originaly. But by the connection of the noum which proceed promoun {이} and {의}, they became nominative particle and possessive particle. Avobes are the point of this thesis. The other things will be read in each chapter of this thesis.

Preparation of Non-Agglomerated Submicron Nickel and Copper Particles by Chemical Vapor Synthesis

Yong-Su Jo 고려대학교 대학원 2023 국내박사

기상 합성법을 통해 제조된 니켈 및 구리 서브마이크론 입자는 고순도 및 고결정화 이점으로 인해 다층 세라믹 커패시터(MLCC) 전극에 선호됩니다. 전자기기의 경박단소화 추세에 따라 MLCC또한 고집적화가 지속되고 있으며, 이에 따라 MLCC에 사용되는 Ni, Cu 입자도 미립화가 요구되고 있습니다. 일반적으로 기상 합성법에서 입자의 제조는 응집입자가 다수 형성되는 문제가 있습니다. 그러나 지금까지의 기상 합성법에 관한 보고에서는 분류를 통해 제거하는 방법에 대해서만 논의되어 있습니다. 따라서 본 연구에서는 Ni 및 Cu 입자의 미세화 과정에서 발생하는 응집을 억제하는 방법에 대해 논의하였습니다. 화학 증기 합성법을 사용하여 응집되지 않은 니켈 및 구리 나노입자를 준비하는 세 가지 방법을 제시합니다. 본 논문에서는 응집된 입자를 단단한 응집과 부드러운 응집으로 분류하고 단단한 응집을 물리적으로 분해될 수 없는 응집 입자로 정의하고, 이것을 억제합니다. 이는 반응기 말단에서 급냉 가스의 비효율적인 주입으로 인해 응집 입자가 발생하는 것으로 추정되며, 단순하고 새로운 구조의 설치로 급랭가스의 효율을 극대화하여 응집입자를 제거할 수 있을 것으로 판단된다. 그 결과, 응집 입자가 억제된 응집되지 않은 니켈 나노 입자가 합성되었다. 또한 입자 미립화로 인해 주입되는 과량의 급냉 가스를 최소화하기 위해 코팅제를 이용한 화학 기상 합성 방법을 개발하여 응집입자를 억제했습니다. 마지막으로 황을 첨가하여 생성된 니켈 나노입자의 형태와 응집입자의 생성을 제어하였습니다. Nickel (Ni) and copper (Cu) nanoparticles (NP) prepared via vapor phase synthesis (VPS) are preferred for multilayer ceramic capacitor (MLCC) electrodes due to their high purity and high crystallization advantages. MLCC is an electrical energy storage device that accumulates and emits electricity, and is an essential passive element that is used in smartphones, LED TVs, PCs, about 1000 to 2000 pieces. MLCC continues to be highly integrated in accordance with the trend toward lighter, thinner and smaller electronic and electronic devices. Accordingly, Ni and Cu particles used in MLCC are also being atomized. Refinement of particles in the vapor phase synthesis accelerates the formation of aggregates. However, in the reports related to the vapor phase synthesis so far, I have discussed only the method of removing agglomerated particles through classification rather than suppressing the occurrence. Therefore, I discuss how to suppress the agglomeration that occurs during the refinement of Ni and Cu particles. I present three methods for the preparation of non-agglomerated nickel and copper nanoparticles using chemical vapor synthesis. In this paper, I classify aggregated particles as hard-agglomerated and soft-agglomerated, and hard-agglomerated are defined as particles that cannot be physically decomposed. It was assumed that the generation of hard-agglomerated particles was caused by inefficient injection of quenching gas at the end of the reactor, and it was believed that a simple and new structure installation could maximize the efficiency of the quenching gas to remove hard-agglomerated particles. As a result, non-agglomerated nickel nanoparticles with suppressed hard-agglomerated particles were synthesized. In addition, in order to minimize the excess quenching gas injected due to particle atomization, and I developed a coating-assisted chemical vapor synthesis method that can be used in chemical vapor synthesis to suppress connected particles. Furthermore, by adding sulfur, the shape of the nickel nanoparticles produced and the generation of connecting particles were controlled. Consequently, in this paper, I present a method to suppress the formation of agglomerated particles, a common problem in vapor phase methods caused by industry-required particle size refinement. The text of the abstract begins here.

Characteristics of spatial distributions of ultrafine particles and PM2.5 in various urban environments

이태훈 국립부경대학교 대학원 2024 국내석사

부산항에 인접하며 교통 조성의 특징이 뚜렷한 두 도로 경로 GM과 SD, 대구 서구 산업단 지와 산업단지 인근에 위치한 주거지역에 위치한 경로 F1과 F2, 산업단지에 위치하며 옆에 고속도로 가 위치하고 있는 경로 H1 총 다섯 개의 경로를 설정하여 직경 20에서 700 nm인 입자 수 농도 (Particles number concentrations, PNC)와 PM2.5 질량 농도의 공간 분포를 파악하기 위해 이동측정 을 실시하였다. 부산 측정은 2021년 11월, 2022년 10월, 2023년 1월 오전에 11회, 오후에 16회 수 행하였으며, 매회 약 5번 반복 측정하였다. 경로 GM과 SD가 인접했음에도 불구하고(최단거리 약 340 m) 경로 SD (9.7±4.4 × 104 particles/cm3)의 PNC는 경로 GM (3.7±2.2 × 104 particles/cm3) 보다 2.6배 높았지만, PM2.5의 차이는 PNC만큼 크지 않았다. 또한 경로 SD의 평균 입 자 크기는 경로 GM의 평균 입자 크기보다 작은 특징이 나타났다. 이러한 차이는 교통 조성의 차이에 기인한 것으로 보인다. 두 경로의 총 교통량은 유사했지만, Heavy Duty Vehicles (HDV)의 비율에서 는 큰 차이가 있었다(경로 SD: 44%, 경로 GM: 13%). 또한 두 경로의 PNC 수준은 전 세계 다른 도 시 지역에 비해 상당히 높았다. 대구 측정은 2023년 5월 17일부터 27일까지 총 14회 수행하였으며, 매회 1–7회 반복 측 정하였다. 경로 H1, F1, F2 모두 유사한 수준의 PNC 농도(H1: 1.5±0.7 particles/cm3, F1:1.4±0.7 particles/cm3, F2: 1.4±0.6 particles/cm3)이 나타났다. 도시숲과 고속도로로부터 거리가 멀어질수록 UFP 평균 입자 크기가 커지는 특성을 보였는데, 이는 UFP 입자 크기가 작을수록 침적 속도가 빨라 나타난 결과로 보인다. PM2.5는 대구 도심환경에서 부산항 인근보다 농도 수준이 높았지만 PNC는 최 대 6.7배의 차이가 있었다. 이를 통해 도심 내 UFP는 차량에 의한 직접 배출로 인해 고농도의 PNC 를 갖지만, 질량농도의 기여도는 낮은 것을 알 수 있었다. 또한 입자의 크기가 작을수록 심부 호흡기 관에서의 침적율이 더 높은 경향을 보여주기 때문에 높은 PM2.5 질량 농도보다는 높은 UFP 수 농도 가 건강에 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서 자동차 배출 나노입자에 대한 지속적인 모니터링과 저감정 책이 필요함과 항만 근처 HDV의 높은 교통량은 잠재적으로 공중 보건을 위협할 수 있음을 시사하며, 해당 지역의 PNC 및 입자 크기 분포 모니터링 필요성을 강조한다.