나노 논문 분석 보고서_나노 구조 코팅 분리막을 이용한 기름 폐수 처리법

소개

식품나노과학이라는 전공에서 중간/기말고사 대체로 수행한 과제입니다.
나노 관련하여 논문 주제는 자유 선정이었기에 나노 구조 코팅막을 이용한 폐수 처리를 주제로 선정했습니다.

폐수 처리, 나노, 화학 공학, 환경 공학 등 전반적인 전공 수업에서 논문 발표에 사용하기 좋은 보고서이며,
if 지수 및 출판 연도 또한 철저하게 확인하고 골랐던 논문입니다.

나노 구조, 박막 증착 등에 대해서도 화학과의 전공 지식을 바탕으로 논문을 위한 배경 지식을 함께 설명해두어 좋은 점수를 받았던 레포트입니다.
논문 내 모든 Figure 해석은 물론, SI의 figure까지 함께 분석해두었으며, AI 사용 및 각주, 참고문헌에 대해서도 모두 표시해두었습니다.

목차

목 차

1. 논문 선정 이유

2. 논문 정보

3. 논문 분석
1) 논문 내 연구 목표
2) 논문 내 용어 및 분석 방법 설명
3) 재료 및 방법
4) 결과
5) 결론
6) 개인적인 고찰

4. 참고문헌

본문내용

2. 논문 정보
Tunable nanostructured stainless-steel coating for high-selective and high-permeable separation membranes for oil/ water emulsions
Yi-Jui Yeh, Jinn P. Chu, Jhen-De You, Ting-Hao Chang, Jr Rong Liou, Wei-Hung Chiang, Pakman Yiu, Chun-Hway Hsueh, Yu-Lin Shen & Kuo-Lun Tung
npj Clean Water volume 6, Article number: 17 (2023). DOI: 10.1038/s41545-023-00237-x

3. 논문 분석
1) 논문 내 연구 목표
화학 산업에서는 기름이 섞인 폐수를 비용적, 에너지적 방면에서 효율적으로 처리할 수 있는 기술이 필수적이다. 현재까지 개발된 기술 중 막(membrane) 기반 시스템은 oil in water emulsion에서 emulsified oil을 분리할 수 있는 가능성을 보였다. 다만, superhydrophilic하면서 수중에서 superoleophobic한 막은 물에 대한 친화력이 높기 때문에 높은 막 투과성과 매우 낮은 oil 흡착력이라는 한계를 지녔다. 유기 고분자는 고온을 견딜 수 없고, 분리 효율이 낮기 때문에 유기-무기 합성 막을 사용함으로써 superhydrophilic하고, 수중에서 superoleophobic하여 높은 투과성을 갖는 나노 물질을 개발한다.
이전 연구에서는 실리콘 위에 sputter deposition을 이용하여 nano-scale의 피라미드 표면 구조를 갖는 stainless-steel(SS) 코팅을 개발하였다. 이번 연구에서는 이 SS 코팅을 5가지 유형의 막 기판(mixed cellulose ester (MCE), PES, glass fiber, PVDF, PTFE)에 적용하여 상업적으로 대규모 응용할 수 있는 막을 개발하는 것이 목표이다.

참고자료

· 1) 선행 논문
· Tunable hydrophilicity in a surface nano-textured stainless steel thin film deposited by DC magnetron sputtering
· Pakman Yiu, Jhen De You, Sung Tsun Wang, Jinn P. Chu.
· Applied Surface Science, Volume 555, Article 149705 (2021). DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.149705.
· 2) Supplementary information
· 3) 서갑양. 나노기술의 이해. 서울: 서울대학교출판문화원, 2011.
· 4) Long/Short Chain Mixed Cellulose Esters: Effects of Long Acyl Chain Structures on Mechanical and Thermal Properties
· Shukichi Tanaka, Tadahisa Iwata, OrcidMasatoshi Iji.
· ACS Publications, Volume 5, Issue 2, Pages 1485–1493 (2017). DOI: 10.1021/acssuschemeng.6b02066.
· 5) Ohring, M. Materials Science of Thin Films: Deposition and Structure. 2nd ed. San Diego: Academic Press, 2001.
· 6) Skoog, D. A., Holler, F. J., Crouch, S. R., West, D. M. 스쿠그의 분석화학강의. 분석화학연구회 역. 서울: 자유아카데미, 2021.
· 7) Chang, R., Overby, J. 레이먼드 창의 일반화학. 화학교재연구회 역. 서울: 사이플러스, 2023.
· 8) Sputtering Physical Vapour Deposition (PVD) Coatings: A Critical Review on Process Improvement and Market Trend Demands
· Andresa Baptista, Francisco Silva, Jacobo Porteiro, José Míguez, Gustavo Pinto.
· Coatings, Volume 8, Issue 11, Article 402 (2018). DOI: 10.3390/coatings8110402.