Anion Sensors 기사 번호 2405070에서 Hyeon Su Jeong, Seon-Jin Choi 및 공동연구자들은 탄소나노튜브 섬유 위에 선택자(selector)를 부가하는 기능화(functionalization) 기술을 비교함으로써 화학저항성(chemiresistive) 음이온 센서의 효과적인 전기적 변환 특성을 규명하였다. 다양한 이중 수소결합 공여기(dual-hydrogen bond donor) 기반 선택자들이 개발되었으며, 공유결합(covalent) 방식 또는 비공유결합(non-covalent) 방식 중 하나로 기능화되었다. 스마트폰을 이용한 아세테이트의 실시간 무선 검출 시연을 통해 비공유결합 기능화로 아세테이트 감지 성능이 크게 향상되었다.

) 5 ppm에서 22.1의 개선을 보였다. 이러한 향상은 CITS 공정이 산소 종의 화학흡착을 향상시키고 루이스 산 부위의 밀도를 증가시켜, 더 우수한 촉매 성능과 안정성으로 이어지기 때문으로 설명된다. 본 연구의 결과는 고활성 산화물 기반 촉매를 합성하는 데 있어 CITS 방법의 효과를 입증하며, 극한 조건에서의 고급 가스 센싱 기술에 대한 잠재적 적용 가능성을 보여준다.

금속 산화물과 전이금속 칼코게나이드를 하이브리드화하는 것은 가스 흡착 과정에서 전하 이동을 촉진함으로써 그들이 본질적으로 제한된 가스 감도(가스 민감도)를 극복할 수 있는 실행 가능한 경로를 제공한다. 금속-유기 골격체는 기공성 금속 산화물을 유도하기 위한 템플릿으로 활용되어 왔으며, 이는 가스 반응 속도론을 좌우하는 핵심 요소인 표면 활성의 조절 가능성을 제공한다. 전이금속 칼코게나이드와 결합될 때, 금속-유기 골격체 유래 금속 산화물은 가스 감지 성능을 향상시키는 효율적인 전자 감응(electronic sensitizer) 물질로 작용한다. 본 연구에서는 WS 2 나노플레이크와 금속-유기 골격체 유래 ZnO 나노큐브로 구성된 반데르발스 이종구조를 치미레지스티브(chemiresistive) 가스 감지층으로 제시한다. 기공성 ZnO 나노큐브의 형태 및 표면 화학은 2단계 열처리(소성) 전략을 통해 조절하여 표면 활성을 최적화하였다. 그 결과, 기공성 ZnO/WS 2 이종구조는 고선택성을 보이며, 5 ppm NO 2에 대해 ( R a / R g = 12.64 )로서 원시 WS 2 나노플레이크( R a / R g = 3.12 )에 비해 4.05배 높은 응답을 나타내었다. NO 2 감지 성능의 향상은 기공성 ZnO NCs의 기공 구조와 풍부한 화학흡착된 산소 종에 기인하며, 이는 NO 2의 빠른 흡착–탈착 속도 및 기공성 ZnO/WS 2의 이종계면에서의 전하 이동을 촉진한다. 금속-유기 골격체 유래 기공성 금속 산화물의 조절 가능한 표면 활성을 활용함으로써, 본 연구는 합리적인 이종구조 설계를 통해 전이금속 칼코게나이드 기반 치미레지스티브 가스 센서에서 감도와 선택성을 향상시키는 실행 가능한 전략을 제공한다.

금속 산화물과 전이금속 칼코게나이드를 하이브리드화하는 것은 가스 흡착 과정에서 전하 이동을 촉진함으로써 그들이 본질적으로 제한된 가스 감도(가스 민감도)를 극복할 수 있는 실행 가능한 경로를 제공한다. 금속-유기 골격체는 기공성 금속 산화물을 유도하기 위한 템플릿으로 활용되어 왔으며, 이는 가스 반응 속도론을 좌우하는 핵심 요소인 표면 활성의 조절 가능성을 제공한다. 전이금속 칼코게나이드와 결합될 때, 금속-유기 골격체 유래 금속 산화물은 가스 감지 성능을 향상시키는 효율적인 전자 감응(electronic sensitizer) 물질로 작용한다. 본 연구에서는 WS 2 나노플레이크와 금속-유기 골격체 유래 ZnO 나노큐브로 구성된 반데르발스 이종구조를 치미레지스티브(chemiresistive) 가스 감지층으로 제시한다. 기공성 ZnO 나노큐브의 형태 및 표면 화학은 2단계 열처리(소성) 전략을 통해 조절하여 표면 활성을 최적화하였다. 그 결과, 기공성 ZnO/WS 2 이종구조는 고선택성을 보이며, 5 ppm NO 2에 대해 ( R a / R g = 12.64 )로서 원시 WS 2 나노플레이크( R a / R g = 3.12 )에 비해 4.05배 높은 응답을 나타내었다. NO 2 감지 성능의 향상은 기공성 ZnO NCs의 기공 구조와 풍부한 화학흡착된 산소 종에 기인하며, 이는 NO 2의 빠른 흡착–탈착 속도 및 기공성 ZnO/WS 2의 이종계면에서의 전하 이동을 촉진한다. 금속-유기 골격체 유래 기공성 금속 산화물의 조절 가능한 표면 활성을 활용함으로써, 본 연구는 합리적인 이종구조 설계를 통해 전이금속 칼코게나이드 기반 치미레지스티브 가스 센서에서 감도와 선택성을 향상시키는 실행 가능한 전략을 제공한다.

) 5 ppm에서 22.1의 개선을 보였다. 이러한 향상은 CITS 공정이 산소 종의 화학흡착을 향상시키고 루이스 산 부위의 밀도를 증가시켜, 더 우수한 촉매 성능과 안정성으로 이어지기 때문으로 설명된다. 본 연구의 결과는 고활성 산화물 기반 촉매를 합성하는 데 있어 CITS 방법의 효과를 입증하며, 극한 조건에서의 고급 가스 센싱 기술에 대한 잠재적 적용 가능성을 보여준다.

Anion Sensors 기사 번호 2405070에서 Hyeon Su Jeong, Seon-Jin Choi 및 공동연구자들은 탄소나노튜브 섬유 위에 선택자(selector)를 부가하는 기능화(functionalization) 기술을 비교함으로써 화학저항성(chemiresistive) 음이온 센서의 효과적인 전기적 변환 특성을 규명하였다. 다양한 이중 수소결합 공여기(dual-hydrogen bond donor) 기반 선택자들이 개발되었으며, 공유결합(covalent) 방식 또는 비공유결합(non-covalent) 방식 중 하나로 기능화되었다. 스마트폰을 이용한 아세테이트의 실시간 무선 검출 시연을 통해 비공유결합 기능화로 아세테이트 감지 성능이 크게 향상되었다.

유해한 미세먼지(PMs)와 황사 혼합물로 인한 오염을 완화하기 위한 공기여과 기술은 지속적으로 개선되어 왔다. 그러나 PM2.5와 같은 유의미하게 작은 크기의 공기 중 오염물, 그리고 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함한 독성 가스는 여전히 대기 중에 잔존하며 인체 건강에 중대한 영향을 미친다. 따라서 공기 흐름으로 인한 유의미한 간섭 없이 다양한 공기 중 오염물질에 대해 빠른 검출과 높은 제거 효율을 제공하는 통합 여과 시스템의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 공기 중 PM2.5 및 독성 가스를 제거하기 위해 색도계(colorimetric) 다중 스케일 나노섬유(NF)/나노네트(NN) 막과 금속-유기 골격체(MOF)가 장식된 메쉬 기재를 결합한 하이브리드 공기여과 시스템을 설계하였다. 할로크로믹 염료(브로모크레졸 퍼플; BCP)를 폴리아크릴로니트릴 용액과 함께 전기방사하면, NF 사이에 거미줄과 같은 형태의 NN 네트워크가 자발적으로 형성되어 여과 효율이 크게 향상되며, 특히 품질 인자(quality factor) 0.0387 Pa−1을 갖는 120 nm 미만의 에어로졸 입자에 대해 현저하다. 또한 NF/NN 막 내 BCP 성분은 20 ppm 암모니아 가스에 노출될 때 5 s 이내에 초고속이면서 가역적인 색도계 센싱 특성을 보였다. 더불어 흡착성 UiO-66-NH2 MOF가 성장된 거대다공성 메쉬는 아세트알데히드 제거에 기여함과 동시에 압력 강하(pressure drop)를 무시할 수준으로 증가시키면서도 효율적인 막 지지체를 제공한다.

본 연구에서는 고밀도 Selective Laser Melting(SLM) 공정을 이용하여 내식성 SUS316L–10Cu 합금을 제조한 후, 다양한 온도에서 Hot Isostatic Pressing(HIP) 후처리를 수행함으로써 미세조직의 진화와 이에 상응하는 기계적, 열적 및 전기화학적 특성을 체계적으로 조사하였다. 이론적 완전용융 에너지 밀도에 근거하여 총 36개의 서로 다른 SLM 공정 조건을 평가하였으며, 최적 조건(레이저 출력 240 W, 스캐닝 속도 1,326 mm/s)에서 상대 밀도가 가장 높게 나타났다. 이후 HIP 처리를 570, 770, 970 및 1,170 °C에서 1,000 bar의 조건으로 1 h 동안 수행하였다. Micro-CT 분석 결과 내부 기공률이 시편을 적층한 상태에서 0.275 %에서 1,170 °C에서 HIP 후 0.003 %로 유의하게 감소함을 확인하였다. 기계적 특성 평가에서는 570 °C에서 처리된 시편이 최고 경도(225.6 HV)와 인장강도(676.7 MPa)를 나타낸 반면, 더 높은 HIP 온도에서는 강도는 감소했으나 연성은 향상되어 1,170 °C에서 38.6 %의 연신율을 달성하였다. 열전도도는 적층 상태에서 12.67 W/m·K에서 시작하여 770 °C 이상에서 Cu 석출 효과로 인해 비교적 안정적으로 유지되었다. 전기화학적 부식 시험에서는 HIP 온도가 증가할수록 전류밀도의 안정성이 향상되어, Cu 석출 거동과 연관된 부식저항의 개선 가능성을 시사하였다. 이러한 결과는 SLM으로 제조된 SUS316L–10Cu 합금에서 HIP 온도, Cu 석출 및 그로 인한 특성 진화의 상관관계를 이해하는 데 기여한다.

소재 합성은 에너지 저장, 촉매, 전자공학, 생의의료 기기 분야의 혁신을 개발하는 데 있어 여전히 핵심 병목으로 남아 있다. 현재의 합성 설계는 전문가의 직관에 의해 유도되는 경험적 시행착오 방법에 크게 의존하고 있으며, 이는 소재 발견의 속도를 제한한다. 이러한 과제를 해결하기 위해, 우리는 개방 접근 문헌으로부터 선별한 17,667개의 전문가 검증 합성 레시피 데이터셋을 기반으로 구축된 종합 벤치마크 AlchemyBench를 제시한다.

• Fe 상전이 온도 이하에서 PM-HIP 압력은 격자를 수축시켜, 조대한 BCC Cu 석출물의 성장을 가능하게 하였다. • 973 K에서는 BCC Cu와 BCC Fe 사이의 완전한 공정성(coherency)이 취성 거동과 함께 가장 높은 인장강도를 유도하였다. • 973 K 시편은 전 공정성으로 인해 1173/1273 K에서의 FCC Cu 및 계면 효과와 달리 더 높은 열전도도를 보였다. α-Fe 매트릭스에서 소결 온도에 따른 미세구조 및 물성의 변화를 확인하기 위해, 고압 조건에서 분말야금-열등방압성형(powder metallurgy-hot isostatic pressing, PM-HIP) 방법을 이용해 내부 결함 없이 Fe-10Cu 합금을 제조하였다. 일반적으로 Fe-Cu 합금에서 Cu 석출물은 FCC 구조로 관찰되어 왔으며, 6 nm 미만의 BCC Cu 석출물에 대한 연구는 이론적으로만 보고되어 왔다. 그러나 본 연구에서는 처음으로, Fe-Cu 합금에서 50 nm보다 큰 BCC 구조의 Cu 석출물이 발생할 수 있음을 발견하였다. α-Fe 매트릭스와 완전 공정성 관계를 이루는 BCC Cu 석출물을 포함한 Fe-Cu 합금은, FCC Cu 석출물을 포함한 Fe-Cu 합금에 비해 더 높은 인장강도 및 열전도도와 더불어 완전히 다른 취성 파괴 양상을 나타내었다.

제목 번호 2419790에서 Il-Doo Kim과 동료 연구자들은 초고속 광열 열처리가 정밀한 구조 및 상(phase) 제어를 통해 준안정 전이금속 칼코게나이드(TMD)와 탄화물(TMC)을 합성할 수 있음을 보여주었다. 이 방법은 대기 조건에서 수 밀리초 내에 3000 K를 초과하는 온도에 도달함으로써 코어@쉘(코어@shell) 이종구조 및 상 전이된 나노소재의 형성을 촉진하며, 에너지 및 환경 응용 분야에서 우수한 촉매 성능을 나타낸다. 이러한 개념에 기반하여, 제안된 이미지는 밀리초 규모의 열충격을 통해 TMD 쉘과 다양한 코어 재료로 구성된 코어@쉘 이종구조가 신속히 형성되는 연구의 핵심 개념을 시각적으로 포착한다.