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[육성] 2022년 자연과학체험마당 제 8회 화학의 날 진행

[육성] 2022년 자연과학체험마당 제 8회 화학의 날 진행 2022년 10월 29일(토) 충남대학교 화학과에서는 2022년 국립대학육성사업의 일환으로 자연과학 체험마당 제 8회 화학의 날 행사를 진행하였습니다. 대전지역 8게 고등학교 70여명이 참석하여 화학실험시연 참관 및 화학과 실험실 투어를 하였습니다. 코로나 19로 인하여 2019년 이후 2년 동안 비대면으로 진행되던 행사가 올해 다시 대면으로 진행되어 많은 학생들이 더욱 만족해 하였습니다.
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- 작성자화학과
- 작성일22.11.15
- 조회수454
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환경오염물질 Cr(VI)의 효율적인 제거를 위한 2차원 나노뗏목 구조 합성

환경오염물질 Cr(VI)의 효율적인 제거를 위한 2차원 나노뗏목 구조 합성 수용액상 크롬이온 제거는 여전히 난제 본 연구진은 2차원 나노구조에 주목 촉매특성이 높은 면을 임의로 노출시킨 나노선을 연결한 나노뗏목 구조 합성 성공 가죽, 금속 연마, 합금 등 다양한 산업 공정에서 중금속의 환경오염은 커다란 환경 문제가 되고 있습니다. 특히, 산업폐수로 배출되는 크롬(Cr(VI) 및 Cr(III))은 물의 주요 오염물이 되며 심근세포 변성 및 암과 같은 무서운 건강 문제를 유발합니다. 따라서 폐수에서 Cr(VI)을 제거 후 방류하는 것은 필수적입니다. 지난 수십 년 동안 전기화학적 처리, 물리화학적 흡착, 이온 교환과 같은 화학적, 물리적 및 생물학적 제거 방법이 사용되었습니다. 상당한 노력과 엄청난 진전이 이미 이루어졌지만 대부분의 Cr(VI) 처리 방법의 실제 적용은 2차 오염, 운영 비용, 에너지 소비 및 제거 효율을 포함한 여러 단점으로 인해 여전히 난제입니다. 본 실험실은 2차원 나노구조물질의 물리적 특징에 주목을 했습니다. 2차원 나노구조 물질은 표면적이 매우 높아 본래의 물리적/화학적 특징을 증강시킬 수 있는 잇점이 있습니다. 특히, 2차원(2D) 산화철-수산화철(FeOOH) 나노물질은 저렴하고 환경 친화적인 복합 재료로서 중금속 제거에 응용할 수 있는 유망한 재료입니다. 그러나 높은 흡착 용량과 우수한 내구성을 가진 2차원 구조 흡착제를 개발하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 우휘 박사 (2020년 졸업, 現, 중국 푸단대학 박사후연구원)과 이재범 교수 (화학과/응용화학공학과) 연구진은 병렬로 정렬된 초박형 나노와이어로 구성된 폴리에틸렌이민(PEI)을 이용해 2D 나노 뗏목형 α-FeOOH 구조를 수열합성법을 통해 합성에 성공하였습니다. 이 α-FeOOH 나노 뗏목구조는 다공성 구조를 가진 높은 표면적을 가지고 있어 물에서 Cr(VI) 이온을 선택적으로 포획하는 효율적인 능력을 가진 것을 확인하였습니다. 게다가, Cr(VI) 흡착을 최적화 하기 위해 2D 나노구조체의 촉매특성이 높은 특정 결정면을 임의적으로 노출시켜 폐수에서 Cr(VI) 제거에 대해 경쟁력이 높혔습니다. 최대 흡착 용량은 67.1 mg/g이었고 제거 효율은 다섯 번째 주기에서 여전히 83.9 %를 유지했습니다. 본 연구는 한국연구재단 중견과제 지원을 받아 환경과학분야 상위 10% 저널인 Science of The Total Environment (Impact Factor: 10.754)에 출간되었습니다. (Science of The Total Environment, Volume 857, Part 2, 20 January 2023, 159446)
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- 작성자화학과
- 작성일22.10.26
- 조회수506
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2022년 소재화학연구소 국제학술대회 개최

[[ 2022년 소재화학연구소 국제학술대회 개최 ]] 2022년 10월 13일(목) 화학과 소재화학연구소에서는 6분의 연사분들을 초청하여 다음과 같이 국제학술대회를 진행하였습니다.
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- 작성자화학과
- 작성일22.10.14
- 조회수765
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충남대 명창우 교수, ‘Advanced Energy Materials’ 논문 게재

보 도 자 료 보도일시 2022. 10. 12.(수) 조간부터 보도하여 주시기 바랍니다. ※통신, 방송, 인터넷은 10. 11.(화) 15시 30분부터 보도 가능 배포일시 2022. 10. 11. 15:30 충남대 명창우 교수, ‘Advanced Energy Materials’ 논문 게재 머신러닝 활용 금속 할로겐 페로브스카이트 연구 로드맵 제시 충남대학교(총장 이진숙) 화학과 명창우 교수 연구팀이 충남대 차지현 교수팀, 유니스트 김광수 교수팀과의 공동연구를 통해 제1원리 양자역학 계산과 머신러닝을 함께 활용한 금속 할로겐 페로브스카이트 연구 로드맵을 제시했다. 이번 연구 결과는 에너지 기술 분야 국제 저명 학술지 ‘Advanced Energy Materials’(IF: 29.698, JCR: 3.16%)에 10월 6일자 온라인판에 게재됐다. (논문 제목: Challenges, Opportunities, and Prospects in Metal Halide Perovskites from Theoretical and Machine Learning Perspectives) 금속 할로겐 페로브스카이트 물질은 태양 전지, 발광 다이오드(LED), 트랜지스터, 레이저 등 다양한 응용 분야에서 주목받는 차세대 에너지 물질로 알려져 있다. 단일 접합 태양 전지로서 25% 이상의 전력 변환 효율(최대 25.8%)을 달성했으며, 넓은 색 영역대를 가지고 높은 발광 양자 효율을 지니고 있다. 하지만 이처럼 빠른 에너지 응용 개발에도 불구하고 금속 할로겐 페로브스카이트의 물리적, 화학적 특성에 대한 이론적 이해는 기초적 수준에 머물러 있다. 금속 할로겐 페로브스카이트의 구조 및 구성의 다양성, 장거리 이온 상호 작용, 운동 과정의 엔트로피 효과, 나노 도메인, 확장된 결함 등의 현상을 이해하기 위해선 구체적이고 정확한 원자적 수준의 관측이 필요하기 때문이다. 이에 명창우 교수 연구팀은 유니스트 김광수 교수 연구팀과 공동 개발한 차세대 희소 가우시안 프로세스 (Sparse Gaussian Process Regression) 머신러닝 포텐셜을 활용해 정확한 양자역학 계산을 대규모 재료 시뮬레이션에 적용하고 있다. 연구팀은 이번 머신러닝 포텐셜을 통해 금속 할로겐 페로브스카이트 물질을 깊이 이해할 수 있는 다양한 연구 방향성을 제시했다. 명창우 교수는 “이번에 개발한 머신러닝 모델을 통해 빠르고 정확하게 금속 할로겐 페로브스카이트의 물리적/화학적 성질을 학습할 수 있다”며, “이번 연구 로드맵이 금속 할로겐 페로브스카이트의 이론적 이해를 도울 뿐만 아니라 새로운 금속 할로겐 페로브스카이트 물질의 합성 및 최적화에도 큰 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단 신진연구와 세종과학펠로우십의 지원을 받아 수행됐으며, 아래 링크를 통해서 확인할 수 있다 □ 논문 링크 : https://doi.org/10.1002/aenm.202202279 보도자료와 관련하여 보다 자세한 내용이나 취재를 원하시면 화학과(042-821-5471)로 연락 바랍니다.
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- 작성자화학과
- 작성일22.10.12
- 조회수721
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화학과 황선영 학생, 연이어 논문 게재

화학과 황선영 학생, 연이어 논문 게재 국제 유명 학술지에 논문 게재 쾌거 자연과학대학 화학과 에너지 환경 솔루션 연구실 황선영 학생(지도교수: 손영구, 이충균)의 제1저자 논문이 연이어 국제 유명 학술지 'Materials Science in Semiconductor Processing'과 'Nanomaterials'에 각각 게재됐다. ‘Eu(III)-BaTiO3 nanoparticles and BaTiO3/TiO2/Ti sheets; photocatalytic and electrocatalytic CO2 reduction’과 ‘Interface engineered V-Zn hybrids: electrocatalytic and photocatalytic CO2 reductions’ 두 논문에 실린 연구는 형광체 개발뿐만 아니라, 수소생산과 이산화탄소 에너지 순환을 위한 전기화학 및 광촉매 개발 연구로서 황선영 학생은 이번 연구를 통해 기초과학에 대한 이해와 응용 연구에 한걸음 성장하는 계기를 얻게 됐다. 황선영 학생은 지난해 12월부터 학부 연구생으로 합류해 화학과 캡스톤 교과목, 화학과 예비대학원 연구프로그램, 국립대육성사업 자연과학대학 CNU드림꾸러미 (특수실험실습 프로그램) 프로그램 등의 기초학문분야 연구자 육성을 위한 학부생 프로그램에 적극적으로 참여해 멘토 대학원생 (장혜지, 화학과 석사졸)의 지도아래 위 성과를 이뤘다. 황선영 학생은 "현재 전기화학적 방법을 이용한 이산화탄소 재사용 연구를 주도적으로 진행 중이고, 화학과 대학원에 진학해 에너지 환경 분야에서 대한민국을 이끌어갈 미래 연구자의 꿈을 계속해서 이어나갈 계획"이라고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업 (주기율표상 이산화탄소 에너지 전환 효율과 선택성 증가를 위한 로드맵 제시)의 지원 아래 수행됐다.
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- 작성자화학과
- 작성일22.09.30
- 조회수649
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다중-엑시톤 생성과 상향변환 현상을 통한 고효율 발광소재 개발_화학과 명창우 교수

다중-엑시톤 생성과 상향변환 현상을 통한 고효율 발광소재 개발 자연과학대학 화학과 명창우 교수 연구팀이 동국대 아타누 자나 교수팀, 유니스트 김광수 교수팀과의 공동연구를 통해 매우 안정적인 0차원 유무기 하이브리드 무독성 녹색 발광 물질합성에 성공했다. 이번 연구 결과는 재료 기술 분야 국제 저명 학술지 ‘Materials Chemistry Frontiers’(IF: 6.059)에 8월 31일 온라인판으로 게재됐다. (논문 제목: Upconversion and multiexciton generation in organic Mn(ii) complex boost the quantum yield to >100%) 다중 엑시톤 생성(multi-exciton generation)과 상향변환 (upconversion) 현상을 모두 나타내는 물질은 미래의 고효율, 저비용, 친환경 형광재료 및 광전자 재료로서 주목받고 있다. 하지만 위 두 가지 성질을 모두 지닌 단결정 물질은 흔하지 않아 단결정 물질 내 저에너지 광자에 의한 다중 엑시톤의 생성 원리를 이해하고, 이러한 성질을 지니는 새로운 물질을 합성하는 것은 미래 발광재료 개발에 있어 매우 중요한 과제다. 이에 공동 연구팀은 다중-엑시톤 생성과 상향변환 현상을 모두 적용한 고효율 발광소재인 ‘[Me3NPh]2MnBr4’를 개발했다. ‘[Me3NPh]2MnBr4’은 유무기 하이브리드 단결정 중에서 가장 높은 최대 189%의 광발광(PL) 양자 수율(QY)을 보이며, 고효율 발광 소재로서 그 효과를 증명했다. 연구팀은 ‘[Me3NPh]2MnBr4’가 고효율 특성을 갖는 무연 0차원 하이브리드 재료 설계 및 합성에 활용돼 태양전지, LED 및 기타 광전자 장치의 성능을 향상시키는 길을 열 것으로 기대하고 있다. 명창우 교수는 “적은 에너지를 통해 최대한 많은 발광효율을 얻는 것은 차세대 발광소재가 지향하는 핵심 목표들 중의 하나로서 이러한 성질은 다중 엑시톤 생성과 상향변환 현상으로 관측될 수 있지만 이에 대한 이론적 이해는 아직도 많이 부족한 수준”이라며, “앞으로도 더 많은 실험과 함께 양자현상을 정확하게 기술하는 이론 및 컴퓨터 시뮬레이션을 활용한다면 머지않아 곧 또 다른 차세대 고효율 광원 물질을 개발할 수 있을 것으로 생각한다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단 신진연구, KISTI, 스위스 슈퍼컴퓨팅 센터(CSCS)의 지원으로 수행됐으며, 아래 링크를 통해서 확인할 수 있다 □ 논문 링크: https://doi.org/10.1039/D2QM00447J
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- 작성자화학과
- 작성일22.09.20
- 조회수827
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박상정 대학원생, 학회 최우수포스터 발표상 수상
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- 작성자화학과
- 작성일22.09.05
- 조회수613
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AI를 통한 양극재의 용량/전압 손실방지 효과 규명 _ 화학과 명창우 교수팀

AI를 통한 양극재의 용량/전압 손실방지 효과 규명 명창우 교수 연구팀, ‘Advanced Energy Materials’논문 게재 ※ 사진설명 : (왼쪽) LiRuO계열 양극재 (가운데) LiRuNiO계열 양극재 (오른쪽) Al이 도핑된 LiRuNiO계열 양극재 자연과학대학 화학과 명창우 교수 연구팀이 희소 가우시안 프로세스 회귀 (Sparse Gaussian Process Regression; SGPR) 머신러닝 포텐셜을 활용해 Ru 기반 4d 양극재 물질의 화학적 안정성 원리를 제1원리 수준에서 정확히 규명했다. 이번 연구 결과는 에너지 기술 분야 국제 저명 학술지 ‘Advanced Energy Materials’(IF: 29.368)에 6월 25일자 온라인판에 게재됐다. (논문 제목: Al-Doping Driven Suppression of Capacity and Voltage Fadings in 4d-Element Containing Li-Ion-Battery Cathode Materials: Machine Learning and Density Functional Theory) 현재 많은 곳에서 사용되고 있는 리튬 배터리는 반복적인 충·방전 사이클로 인해 큰 용량/전압 손실을 겪는다. 최근 이 문제를 극복하는 방법으로 4d (Ru), 5d (Ir) 금속을 양극재에 추가하는 시도가 성공적으로 보고되고 있다. 이에 명창우 교수 연구팀은 머신러닝과 양자역학 시뮬레이션을 활용해 Al 도핑이 4d 기반 양극재 물질의 용량/전압 손실을 막는 데에 큰 도움을 줄 수 있다는 것을 구체적으로 증명했다. 또, 향후 실험적 규명을 돕기 위해 X-ray absorption near-edge-structure (XANES) spectra 또한 이론적으로 계산해 제시했다. 명창우 교수는 “이번 연구는 본 연구진이 개발한 SGPR 머신러닝 방법론을 리튬 배터리 양극재와 같은 복잡한 에너지 재료에 적용한 첫 사례”라며, “이번 연구를 바탕으로 향후 본 연구진이 개발한 SGPR기반 AI 알고리즘들이 에너지 물질의 다양한 현상들에 널리 적용되기를 기대한다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단 신진연구, KISTI, 스위스 슈퍼컴퓨팅 센터(CSCS)의 지원으로 수행됐으며, 링크(https://doi.org/10.1002/aenm.202201497)를통해서 확인할 수 있다.
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- 작성자화학과
- 작성일22.06.29
- 조회수1008
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화학과 염을균 교수님 퇴임식 진행

화학과 염을균 교수님 퇴임식 진행 충남대학교 화학과 염을균 교수님께서 2022. 8. 31자로 퇴임 예정입니다. 염을균 교수님의 퇴임 축하 행사를 진행하였습니다. 교수님 축하드립니다!!!
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- 작성자화학과
- 작성일22.06.17
- 조회수889

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