열분리 및 스필오버(dissociation and spillover)로 인해 상온에서도 화학저항성(chemiresistive) 변환이 가능해진다. 유한요소 시뮬레이션과 적외선 열화상(thermography) 결과, 동일한 전기 구동 조건에서 낮은 열전도율의 유리 및 이중 캐비티(double-cavity) 아키텍처가 열 손실을 억제하여 감지 영역을 평판(planar) 구조에 비해 약 10 °C 더 높은 온도로 유지하는 것으로 나타났다. 이러한 열적 이점은 상온에서 민감도(sensitivity)가 1자릿수 자릿수(10배, order-of-magnitude)의 증가, 즉 약 10배 향상으로 직접 이어진다. 결합(bonding-free) 공정을 배제한 단순화된 단일 유리 웨이퍼 공정과 Pt/NCS 기능화된 부유(suspended) 막을 통합함으로써, 본 연구는 마이크로시스템 응용을 위한 고성능 상온 수소(hydrogen) 센싱의 확장 가능하고 경제적이며 신뢰할 수 있는 플랫폼을 구축한다.

장치는 이전에 보고된 다기능 시스템들보다 10배 이상 높은 0.016 Wh를 제공하며, 뛰어난 확장성을 입증한다. 수확기는 물 전기분해 셀을 직접 구동하여 외부 전원 없이도 연속적인 수소 생성을 달성한다. 또한 기압에 반응하는 고유한 열 감지 능력을 보인다. 기계적 하중(10–50 kPa)은 내부 저항을 조절하여 국소 줄가열(Joule heating)(50–70 °C)을 발생시키고, 이를 통해 자가 전원을 사용하는 열 구동(self-powered thermal actuation)이 가능해진다. 단일 장치에 장시간 지속의 수력기전력(hydrovoltaic) 전원, 자가 전원을 사용하는 전기분해, 그리고 압력 유도 열 감지를 통합한다. 실질적인 오프그리드 에너지와 반응형 감지를 위한 내구성 있고 확장 가능한 다기능 성능을 제공한다.

열분리 및 스필오버(dissociation and spillover)로 인해 상온에서도 화학저항성(chemiresistive) 변환이 가능해진다. 유한요소 시뮬레이션과 적외선 열화상(thermography) 결과, 동일한 전기 구동 조건에서 낮은 열전도율의 유리 및 이중 캐비티(double-cavity) 아키텍처가 열 손실을 억제하여 감지 영역을 평판(planar) 구조에 비해 약 10 °C 더 높은 온도로 유지하는 것으로 나타났다. 이러한 열적 이점은 상온에서 민감도(sensitivity)가 1자릿수 자릿수(10배, order-of-magnitude)의 증가, 즉 약 10배 향상으로 직접 이어진다. 결합(bonding-free) 공정을 배제한 단순화된 단일 유리 웨이퍼 공정과 Pt/NCS 기능화된 부유(suspended) 막을 통합함으로써, 본 연구는 마이크로시스템 응용을 위한 고성능 상온 수소(hydrogen) 센싱의 확장 가능하고 경제적이며 신뢰할 수 있는 플랫폼을 구축한다.

장치는 이전에 보고된 다기능 시스템들보다 10배 이상 높은 0.016 Wh를 제공하며, 뛰어난 확장성을 입증한다. 수확기는 물 전기분해 셀을 직접 구동하여 외부 전원 없이도 연속적인 수소 생성을 달성한다. 또한 기압에 반응하는 고유한 열 감지 능력을 보인다. 기계적 하중(10–50 kPa)은 내부 저항을 조절하여 국소 줄가열(Joule heating)(50–70 °C)을 발생시키고, 이를 통해 자가 전원을 사용하는 열 구동(self-powered thermal actuation)이 가능해진다. 단일 장치에 장시간 지속의 수력기전력(hydrovoltaic) 전원, 자가 전원을 사용하는 전기분해, 그리고 압력 유도 열 감지를 통합한다. 실질적인 오프그리드 에너지와 반응형 감지를 위한 내구성 있고 확장 가능한 다기능 성능을 제공한다.

저농도 중독으로부터 산업 근로자에게 초래될 수 있는 유해한 결과를 예방하기 위해, 주변 온도 조건에서 작동 가능하며 높은 응답성을 갖춘 적합하고 비침습적인 메탄올 센서에 대한 관심이 폭넓게 확산되었다. 본 연구에서는 박리된 그래핀 시트(EGs)와 ZnO 양자점(QDs)을 알루미늄 양극산화물(AAO) 템플릿 위에 적층한 하향식(bottom-up) 합성 접근을 통해 실온에서 작동하는 조절 가능하고 고감도인 ppb 수준 메탄올 가스 센서 소자를 제시한다. 수직 전극 구성의 EGs 지지 AAO는 고속의 빠른 응답성을 갖는 메탄올 감지 성능을 가능하게 함이 확인되었다. 또한 높은 비표면적을 갖는 EGs와 ZnO QDs의 수산기 및 카복실기, 그리고 3.37 eV 밴드갭을 갖는 이들의 UV 광 효율적 흡수는, 800 ppb 메탄올에서 UV를 조사하지 않은 EGs/AAO에 비해 센서 표면에서의 향상된 분극화로 인해 56배의 높은 응답을 유도하였다. 메탄올의 최적 공명 주파수는 100 kHz로 결정되었으며, 이는 100 ppm에서 2.65%의 높은 응답으로 메탄올을 검출할 수 있었다. 검출한계(LOD) 농도는 2 ppb 수준에서 얻어졌다. 본 연구는 UV 보조 ZnO, EGs 및 AAO 기반 커패시턴스 센서 재료가 주변 조건에서 유해한 기체 상 광유기 분자를 신속하게 검출할 수 있는 잠재력을 보여주며, 전체적인 접근법은 경량하고 유해한 휘발성 유기물 노출에 대한 새로운 비침습적 모니터링 전략으로 손쉽게 확장될 수 있음을 시사한다.

유리 인터포저에서 관통 비아(through via) 충전은 희석된 염화물과 폴리에터 억제제 첨가제를 포함하는 황산구리(산성 구리 황산염) 전해질을 사용하여 탐구된다. 회전 디스크 전극을 이용한 순환전압전류법(cyclic voltammetry) 결과, 억제 붕괴 및 히스테리시스는 S자형 음의 미분 저항(S-shaped negative differential resistance, S-NDR)과 관련됨이 관찰되었다. 히스테리시스 전위 범위 내의 전위에서 수행한 비아 충전(특징 충전, feature filling) 실험은 비어(void) 없이 Cu를 충전하기 위해, 관통 비아의 중심에서 시작하여 전진하는 국소적인 석출을 유도함을 보여준다. 인터포저 시편 전반에 걸친 충전 균일성에 관한 문제는, 가장 오목한 표면 영역에서의 활성 성장(active growth)을 주기적으로 강화하도록 하는 비대칭 펄스 전위 접근법으로 해결하였다. 활성화 및 석출 전위는 전압전류법 및 S-NDR 충전 메커니즘을 바탕으로 선택하되, 보상되지 않은 전해질 및 접촉 저항으로 인한 분산 오믹 손실을 고려하여 결정한다.

리튬(Li) 금속은 높은 용량, 낮은 산화환원 전위, 낮은 밀도로 인해 차세대 배터리의 유망한 양극(Anode) 소재이다. 그러나 수지상(dendrite) 성장과 계면 불안정성은 그 활용을 제한한다. 본 연구에서는 Li에 SnF2를 스프레이 코팅하여 LiF와 Li-Sn으로 구성된 인공 고체 전해질 계면층(LiF@Li-Sn)을 제조하였다. LiF@Li-Sn 양극은 공기 안정성과 전기화학적 성능이 향상되었다. 전기화학 임피던스 분광법 결과, 첫 사이클 이후 전하이동 저항이 25.2 Ω로 나타났다. 대칭 셀에서는 2 mA/cm2에서 250사이클 후에도 낮은 과전압 27 mV를 유지하여, 무처리 Li보다 성능이 우수하였다. 현미경을 이용한 in situ 관찰을 통해 도금 중 수지상 억제가 확인되었다. NMC622 양극과 LiF@Li-Sn 양극을 사용한 풀 셀은 1 C에서 300사이클 후 79.4% 유지율을 보이며 130.8 mAh/g을 제공했고, 쿨롱 효율은 98.8%였다. 본 코팅은 계면을 효과적으로 안정화하고 수지상을 억제하였으며, 실용적인 리튬 금속 배터리에 대한 유망한 함의를 가진다.

바나나 껍질 유래 탄소(banana peel-derived carbon, BDC)와 소이 왁스(Soy wax, SW) 복합 상변화물질(phase change materials, PCMs)은 진공 함침(vacuum impregnation)으로 제조되었으며, 담체로서 세 가지 유형의 BDC(BDC-1, BDC-2, BDC-3)를 탄화(carbonization) 공정에 의한 활성화로 합성하였다. KOH 보조 하 소성(calcination)으로 개질된 BDC는 매우 높은 내부 표면적(1000 m 2 g -1 초과)을 갖는 고도로 다공성 구조를 보였고, BDC와 KOH의 중량비가 1:3일 때 다른 매트릭스들보다 BDC의 SW 최대 함침(loading) 능력값을 갖는 SW/BDC-3 복합체를 형성하였다. X선 회절(X-ray diffraction)과 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy) 결과, BDC와 SW 사이에는 화학 반응이 아니라 물리적 상호작용이 발생한 것으로 나타났다. X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)은 KOH 보조 하 소성 처리( KOH-assisted calcination treatment )가 매트릭스 표면의 산소성 관능기(oxygenic functional groups)를 향상시켜 바나나 껍질과 SW의 활성화 및 함침을 촉진함을 시사하였다. 라만 스펙트럼은 세 가지 비정질 탄소에서 BDC와 KOH의 중량비를 증가시킬수록 I G /I D 값이 단조롭게 감소함을 보여주었다. 열전도도는 순수 SW보다 유의하게 높았다. SW/BDC-3 복합체는 최소의 용융 온도를 보였지만, 약 50 o C에서 최대의 엔탈피와 상전이 지점을 나타냈다. 또한 가열 및 냉각의 열 사이클 이후 열적 및 화학적으로 안정적이었다. 따라서 SW/BDC-3는 높은 상전이 엔탈피와 우수한 열 안정성을 보이며, 열에너지 저장 분야에 대한 잠재적 응용 가능성이 있다.