용액 공정법을 이용한 유연성 그래핀 박막의 제조 및 전자 소자 응용

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 화학생물공학부, 2014. 8. 장정식.지난 수년 동안 집중적인 연구적 관심을 불러 일으키고 있는 그래핀은 탄소원자가 한층으로 벌집모양의 육각형의 격자를 가진 탄소의 2차원적인 동소체이다. 그래핀의 높은 전자이동도나 높은 전기전도도 등의 물리적 특성뿐만 아니라 우수한 광투과도와 같은 그들 고유구조 특성에 기인한 새로운 물성을 바탕으로 전자공학, 광전자공학, 촉매반응, 에너지 저장 및 변환, 생의학 등의 다양한 분야에 적용되고 있다. 본 연구에서는 다양한 형태 및 크기를 갖는 그래핀을 제조하고, 용액 공정법을 이용하여 유연성 그래핀 박막을 제조하였으며, 이들의 형성 메커니즘과 기계적, 전기적 및 열 특성을 체계적으로 고찰하였고, 아울러 안테나, 음향 작동장치, 투명전극 소재, 패치 히터으로의 응용에 대해 살펴보았다. 첫째로, 화학적 박리된 그래핀 박막은 수분산 산화 그래핀을 잉크젯 프린팅 잉크로 사용하고, 기상증착 환원법을 이용해 제조할 수 있었으며, 안테나 및 음향 작동장치의 전극으로 응용할 수 있었다. 둘째로, 그래핀 도메인 크기는 볼밀 공정을 이용한 기계 화학적 방법에 의해 손쉽게 조절될 수 있었으며, 스크린 프린팅을 이용하여 균일한 전도도 및 높은 유연성 특성을 갖는 그래핀 박막을 제작하고, 투명전극 소재로 활용할 수 있었다. 셋째로, 다층 구조의 그래핀은 흑연 삽입 물질 및 초고주파에 의한 박리 공정을 통해 손쉽게 대량으로 제조할 수 있었으며, 스크린 프린팅 기술을 이용하여 우수한 열 전도도 특성을 갖는 그래핀 박막 기반 패치 히터를 제작할 수 있었다. 마지막으로, 그래핀/폴리아닐린은 인 및 익스 시츄 중합법을 이용하여 성공적으로 제조할 수 있었으며, 스크린 프린팅을 이용하여 우수한 기계적 및 전기적 특성을 갖는 그래핀/폴리아닐린 박막을 제작하였고, 이를 모노폴 및 다이폴 태그 안테나 전극으로 사용할 수 있었다. 본 연구에서 새롭게 개발한 유연성 그래핀 박막 제조방법은 제어된 크기 및 모양을 지닌 다양한 종류의 그래핀 제조에 적용될 수 있으며, 기존의 그래핀 박막에 비해 기계적, 전기적 및 열 특성을 향상시킬 수 있었다. 무엇보다도, 다양한 용액 공정법을 이용하여 원하고자 하는 형태의 그래핀 박막을 손쉽게 제작할 수 있으며, 이를 통해 투명전극 소재, 안테나, 음향 작동장치, 패치 히터를 포함한 여러가지 전자소자 응용분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.Graphene, typically composed of one-atom-thick layer of carbon in a 2D hexagonal lattice, is a basic building block for graphitic materials of all other dimensionalities. The graphene has attracted tremendous worldwide attention because of their fascinating properties different from those of the carbon-based graphitic materials (e.g., extremely high charge carrier mobility, large specific surface area, thermal/electrical conductivity, and chemical/mechanical stability). Up to date, various synthetic methods for preparing graphene thin films have been developed. However, most previous synthetic methods suffer from high-cost, complicated processing technique and low flexibility of the film. Consequently, it is still challenging to produce graphene thin films with good electrical, mechanical and thermal property via low-cost solution process. This dissertation describes the four different ways in the synthetic methodology of graphene materials and flexible graphene thin films using simple solution processes. First, chemically exfoliated graphene thin film was fabricated via inkjet printing and vapor deposition process, and it could be applied for the electrodes of dipole antenna and thin film speaker. Second, size-controlled graphene thin film with uniform conductivity and outstanding flexibility could be prepared through a mechanochemical method and screen printing for use of transparent electrode. Third, multilayered graphene thin film with good thermal conductivity were able to be obtained from the graphite intercalation compound, microwave and screen printing, allowing its application for line-heater production. Lastly, graphene/polyaniline thin films with outstanding mechanical and electrical property could have been formed by in or ex-situ polymerization and screen printing for monopole and dipole tag antenna application. The graphene-based thin films on flexible substrate exhibited sustained mechanical, electrical and thermal property. Most importantly, these novel approaches can be used as an alternative tool for fabrication of various carbon-based thin films and functional devices, and may offer an opportunity for the further investigation of industrial applications, and might be expanded to allow the electronic device applications of graphene-based thin films in a wide range of areas.1. INTRODUCTION 1 1.1. Background 1 1.1.1. Graphene 1 1.1.2. Synthesis of graphene 6 1.1.2.1. Micromechanical cleavage 8 1.1.2.2. Electrochemical exfoliation 9 1.1.2.3. Exfoliation of graphite intercalation compounds 9 1.1.2.4. Exfoliation of graphite oxide 12 1.1.2.5. Unzipping carbon nanotubes 14 1.1.2.6. Epitaxial growth on silicon carbide 15 1.1.2.7. Chemical vapor deposition 17 1.1.2.8. Chemical synthesis 21 1.1.3. Application fields 22 1.1.3.1. Transparent electrode 25 1.1.3.2. Transistor 28 1.1.3.3. Chemical/Bio sensor 31 1.1.3.4. Supercapacitor 34 1.2. Objectives and Outlines 37 1.2.1. Objectives 37 1.2.2. Outlines 37 2. EXPERIMENTAL DETAILS 43 2.1. Chemically Exfoliated Graphene Thin Films via Inkjet Printing and Their Applications 43 2.1.1. Micropatterning of graphene sheets by inkjet printing and its wideband dipole-antenna application 43 2.1.2. Flexible and transparent graphene films as acoustic actuator electrodes using inkjet printing 47 2.2. Size-Controlled Graphene Thin Films via Screen Printing and Their Application 49 2.2.1. Graphene size control via mechanochemical method and their electro-responsive properties 49 2.2.2. Highly conductive, flexible and scalable graphene hybrid thin films with controlled domain size as transparent electrodes 51 2.3. Size-Controlled Graphene Thin Films via Screen Printing and Their Application 52 2.3.1. High electrothermal performance of expanded graphite nanoplatelet-based patch heater 52 2.4. Graphene/Polyaniline Thin Films via Screen Printing and Their Applications 54 2.4.1. Graphene/polyaniline/poly(4-styrenesulfonate) hybrid film with uniform surface resistance and its flexible dipole tag-antenna application 54 2.4.2. Fabrication of highly scalable graphene/polyaniline thin film with enhanced electrical and mechanical property and its monopole antenna application 56 3. RESULTS AND DISCUSSION 58 3.1. Chemically Exfoliated Graphene Thin Films via Inkjet Printing and Their Applications 58 3.1.1. Micropatterning of graphene sheets by inkjet printing and its wideband dipole-antenna application 58 3.1.2. Flexible and transparent graphene films as acoustic actuator electrodes using inkjet printing 76 3.2. Size-Controlled Graphene Thin Films via Screen Printing and Their Application 88 3.2.1. Graphene size control via mechanochemical method and their electro-responsive properties 88 3.2.2. Highly conductive, flexible and scalable graphene hybrid thin films with controlled domain size as transparent electrodes 111 3.3. Size-Controlled Graphene Thin Films via Screen Printing and Their Application 126 3.3.1. High electrothermal performance of expanded graphite nanoplatelet-based patch heater 126 3.4. Graphene/Polyaniline Thin Films via Screen Printing and Their Applications 149 3.4.1. Graphene/polyaniline/poly(4-styrenesulfonate) hybrid film with uniform surface resistance and its flexible dipole tag-antenna application 149 3.4.2. Fabrication of highly scalable graphene/polyaniline thin film with enhanced electrical and mechanical property and its monopole antenna application 168 4. CONCLUSIONS 187 REFERENCES 193 국문초록 209Docto

The Results of Long-term Follow-up of Total Hip Arthroplasty Using Hydroxyapatite-coated Cups

PURPOSE: The aim of this study was to report the long-term outcome and the failure mechanism of cementless total hip arthroplasty (THA) using hydroxyapatite (HA)-coated acetabular cup. MATERIALS AND METHODS: From January 1992 to May 1994, a total of 123 consecutive cementless primary THAs were performed using a HA-coated acetabular cup with metal-on-polyethylene articulation. We retrospectively evaluated 66 hips available for follow-up at a mean 18.3 years (range, 10.4-23.6 years). The survival analysis was performed by the Kaplan-Meier method. We defined end point as any failure that required a reoperation of acetabular component. RESULTS: Thirty-nine of 66 hips (59.1%) were defined as a failure for progressive acetabular osteolysis or aseptic loosening of the cup. Acetabular osteolysis was observed in 47 hips (71.2%) and 33 hips (50.0%) were revised because of cup loosening. The Kaplan-Meier method showed the survival rate of the acetabular cup to be 46.3% at 15 years and 34.8% at 20 years for any failure that required a reoperation of acetabular component. CONCLUSION: The long-term survival rate of THA using HA-coated acetabular cup was unsatisfactory, and it was attributed to vulnerable property of HA coating and progressive osteolysis.ope

Critical Thinking Disposition, Job Competency, and Educational Needs of Home Visiting Nurses in the Long-Term Care Insurance

본 연구의 목적은 노인장기요양보험제도 내 방문간호사들의 비판적 사고성향과 직무수행능력 및 교육요구도를 확인하여 방문간호사들의 역량 강화를 위한 교육프로그램 개발하는데 필요한 기초자료를 제공하는 것이다. 연구 대상자는 현재 노인장기요양보험제도 하에 방문간호급여를 제공하는 방문간호사 180명이고, 자료수집은 생명윤리위원회(IRB) 승인 이후 2019년 11월 27일부터 12월 11일까지 이루어졌다. 비판적 사고성향은 권인수 등(2006)이 개발한 비판적 사고성향 도구를 사용하여 측정하였고, 직무수행능력은 이미경(2010)이 개발한 방문간호직무 문항을 수정하여 측정하였다. 수집된 자료는 SPSS 25.0 프로그램을 이용하여 분석하였으며, 대상자의 일반적 특성과 비판적 사고성향, 직무수행능력의 분석을 위해 기술통계와 t-test, ANOVA, 사후검정으로 Scheffe test를 사용하였다. 비판적 사고성향과 직무수행능력의 상관관계는 Pearson’s correlation coefficients를 사용하여 분석하였고, 교육요구도의 우선순위는 Borich 모델을 적용하여 확인하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 연구대상자의 최종학력은 학사가 42.8%로 가장 많았고, 방문간호 근무경력은 3년 미만 46.1%, 3년 이상 5년 미만 19.4%, 5년 이상 10년 미만 14.4%, 10년 이상 10.0%로 전체 평균 4.580.34년으로 나타났다. 전문간호사 자격증을 가지고 있는 비율은 23.3%이었다. 2. 대상자의 비판적 사고성향은 5점 만점에 3.360.35점이였다. 하위 요인별로 지적통합(4.040.65), 개방성(3.710.64), 탐구성(3.680.63), 진실추구(3.500.74), 창의성(3.450.78), 객관성(3.310.44), 신중성(2.950.51), 도전성(2.410.65) 순으로 높게 나타났다. 일반적 특성에 따른 비판적 사고성향은 최종학력(F=7.21, p<.001), 직위(t=5.75, p<.001), 방문간호 근무경력(F=3.92, p=.010), 전문간호사 자격증 유무(t=3.07, p=.002)에 따라 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 구체적으로 방문간호 경력이 3년 미만인 대상자의 비판적 사고성향이 3년 이상 5년 미만인 경우에 비해 높고, 경력이 10년 이상인 대상자의 비판적 사고성향이 5년 이상 10년 미만인 경우 보다 유의하게 높은 것으로 나타났다, 3. 대상자의 직무수행능력은 5점 만점에 3.900.69점으로, 직무수행능력 인식수준이 가장 높은 직무는 기본간호 제공하기(4.51±0.63)와 방문간호 물품준비하기(4.510.64), 방문 후 물품정리․소독하기(4.48±0.64)였다. 직무수행능력 인식수준이 가장 낮은 직무는 홍보전략 수립하기(3.011.16), 홍보내용 개발하기(3.09±1.15), 서비스 개발하기(3.21±1.16) 였다. 일반적 특성에 따른 직무수행능력의 차이를 분석한 결과 연령(F=10.87, p<.001), 최종학력(F=7.21, p<.001), 직위(t=12.50, p<.001), 방문간호 근무경력(F=9.66, p<.001), 전문간호사 자격증 유무(t=3.06, p=.003)에 따라 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 50세 이상이 50세 미만보다 직무수행능력이 유의하게 높은 것으로 나타났고 전문간호사 자격증이 있는 경우 없는 경우보다 직무수행능력이 유의하게 높았다. 4. 비판적 사고성향과 직무수행능력 간 상관관계 분석 결과, 비판적 사고성향이 높을수록 직무수행능력이 높은 것으로 나타났다(r=.59, p<.001). 5. 방문간호직무 교육요구도 분석 결과, 전체 53개 항목 중에서 교육요구도 가 가장 높게 나타난 항목은 ‘서비스 개발하기(4.51)’, ‘교육자료 개발하기(4.24)’, ‘지역사회 자원 활용하기(4.20)’ 순 이었다. 교육요구도가 가장 낮게 나타난 항목은‘대상자 집 방문하기(-2.46)’, ‘방문간호 물품 준비하기(-2.35)’, ‘방문 후 물품정리 ‧ 소독하기(-2.27)’ 순 이었다. 이상의 연구결과를 종합해 볼 때, 장기요양 방문간호사의 비판적 사고성향과 직무수행능력은 양의 상관관계가 있고, 방문간호 근무경력은 비판적 사고성향과 직무수행능력의 주요 관련 요인임을 알 수 있다. 또한, 방문간호사들은 역량 강화를 위해 ‘서비스 개발하기’, ‘교육자료 개발하기’, ‘지역사회 자원 활용하기’ 의 교육요구도가 높은 것으로 나타났다. 따라서 현장에서는 경력이 낮은 방문간호사들에게는 역량 강화를 위한 직무교육 프로그램을 제공하고, 방문간호의 질 향상을 위해 직무수행능력이 높다고 인식하는 경력자가 방문간호현장에서 지속적으로 근무할 수 있는 환경을 조성하는 것이 필요하다. 또한 근무경력에 따른 경력별 교육을 개발하고 이 때, 방문간호사들의 교육요구도 우선순위를 고려하는 것이 필요하다. 본 연구의 결과는 향후 방문간호사들의 역량 강화를 위한 교육프로그램 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. ;The purposes of this study were to identify critical thinking disposition, job competency, and educational needs of home visiting nurses in the Long-Term Care Insurance and to provide necessary materials for the development of education programs to strengthen competencies of home visiting nurses. The subjects of this study were 180 home visiting nurses who are currently providing nursing care under the Long-Term Care Insurance. Data collection was performed from November to December, 2019. Critical thinking disposition was measured by using the critical thinking disposition tool developed by Kwon et al. (2006), and job competency was measured by using the revised version of the tasks questionnaire and job duties of home visiting nurses developed by Lee (2010). The collected data were analyzed by the SPSS 25.0 Program. The differences in critical thinking disposition and job competency according to general characteristics were analyzed by t-test, ANOVA and Scheff’s post hoc comparison. The correlation between critical thinking disposition and job competency was analyzed via Pearson's correlation coefficients, and the priority of education needs was confirmed by applying the Borich's Needs Assessment Model. The results in this study are summarized as follows: 1. Bachelor's degree holders accounted for the largest proportion as high as 42.8% of the subjects. The average year of experience as a visiting nurse was 4.58±0.34 years. More specifically, 46.1% had less than 3 years of experience, 19.4% had 3~5 years, 14.4% had 5~10 years, and 10.0% had more than 10 years of experience. Twenty three percent of the subjects had Advanced Practice Nurse certification. 2. The critical thinking disposition of the subjects was 3.36±0.35 out of 5 points. The critical thinking disposition was highest in 'Intellectual integrity' (4.04±0.65), followed by 'Open-mindedness' (3.71±0.64), ‘Inquisitiveness’ (3.68±0.63), ‘Truth-seeking’ (3.50±0.74), ‘Creativity’ (3.45±0.78), ‘Objectivity’ (3.31±0.44), ‘Prudence’ (2.95±0.51), and ‘Challenge’ (2.41±0.65). The critical thinking disposition according to the general characteristics had a statistically significant difference in line with academic degree (F=7.21, p<.001), job position (t=5.75, p<.001), work experience as a visiting nurse (F=3.92, p=.010), and the holding of Advanced Practice Nurse certification (t=3.07, p=.002). 3. The perceived job competency was 3.90±0.69 out of 5. The job competency was highest in 'providing basic nursing care' (4.51±0.63), followed by 'preparing tools for visiting nursing care' (4.51±0.64), and 'cleaning and disinfecting tools after visiting' (4.48±0.64). The job competency was lowest in 'establishing PR strategy' (3.01±1.16), followed by 'developing PR contents' (3.09±1.15), and 'developing services' (3.21±1.16). Difference in job competency was statistically significant according to age (F=10.87, p<.001), academic degree (F=7.21, p<.001), job position (t=12.50, p<.001), experience as a visiting nurse (F=9.66, p<.001) and Advanced Practice Nurse certification (t=3.06, p=.003). 4. It was found that there was a positive correlation between critical thinking disposition and perceived job competency (r=.59, p<.001) 5. the analysis on education needs of visiting nursing showed that the item with highest educational need among the 53 items was 'developing service' (4.51), followed by 'developing educational materials' (4.24), and 'utilizing community resources' (4.20). The item with lowest educational need was 'visiting the subject's home' (-2.46), followed by 'preparing tools' (-2.35), and 'cleaning and disinfecting tools after visiting' (-2.27). In summary, there was a positive correlation between critical thinking disposition and perceived job competency of long-term care home visiting nurses. Experience as a home visiting nurse was a major factor influencing critical thinking disposition and perceived job competency. In addition, home visiting nurses were found to have higher educational needs in developing services, developing educational materials, as well as utilizing community resources. Therefore, it is necessary to provide career development programs for the home visiting nurses with less experiences in the field in order to enforce competency and compose good working environment so that the experienced nurses with high job competency can work continuously in the field and improve the quality of visiting nursing care. It is also necessary to develop career-specific education based on work experience, taking into account the educational needs of home visiting nurses. It is expected that the results of this study can be used as basic data for the development of educational programs to strengthen the capacity of home visiting nurses in future.Ⅰ. 서론 1 A. 연구의 필요성 1 B. 연구의 목적 3 C. 용어정의 4 Ⅱ. 문헌 고찰 6 A. 노인장기요양보험제도와 방문간호사의 역할 및 직무 6 B. 방문간호사의 비판적 사고성향과 직무수행능력 11 C. 방문간호사의 직무교육 14 Ⅲ. 연구방법 18 A. 연구설계 18 B. 연구대상 18 C. 측정도구 19 D. 자료 수집 방법 21 E. 자료 분석 방법 21 F. 윤리적 고려 22 Ⅳ. 연구결과 23 A. 대상자의 일반적 특성 23 B. 대상자의 비판적 사고성향과 직무수행능력 26 C. 일반적 특성에 따른 비판적 사고성향과 직무수행능력의 차이 31 D.비판적 사고성향과 직무수행능력 간 상관관계 34 E.Borich 요구사정모델을 활용한 교육요구도의 우선순위 35 1. 방문간호직무 영역별 교육요구도 우선순위 35 2. 방문간호직무 항목별 교육요구도 우선순위 37 Ⅴ. 논의 42 Ⅵ. 결론 및 제언 46 A. 결론 46 B. 제언 48 참고문헌 49 부록 57 ABSTRACT 7

비타민 D 결핍은 인공슬관절치환술 후 초기 기능적 결과에 부정적인 영향을 미친다

Dept. of Medicine/석사Introduction Vitamin D has received considerable attention in recent years owing to the increasing evidence of its importance in muscle function and physical performance. The present study attempted to determine whether patients with low serum vitamin D levels had impairment in early functional outcomes following total knee arthroplasty (TKA). Materials and Methods This was a prospective cohort study that included 92 patients. Patients were divided into two groups according to their vitamin D levels as assessed at the preoperative visit: (1) vitamin D deficient group, serum 25-hydroxyvitamin D3 (25(OH)D) levels < 12 ng/mL; (2) vitamin D non-deficient group, serum 25(OH)D levels ≥ 12 ng/mL. American Knee Society Score (KSS) and four other performance tests including the Alternative Step Test (AST), Six Meter Walk Test (SMT), Sit To Stand Test (STS), and Timed Up and Go Test (TUGT) were used for assessment of postoperative function. All assessments were performed one day before and three months after TKA. Results Of the 92 patients included in the study, 87 patients performed all required assessments. The mean postoperative functional KSS was significantly lesser in the vitamin D deficient group than in the vitamin D non-deficient group (67.2 vs. 73.4, p = 0.031). The mean values of time taken for postoperative AST (16.6 vs. 14.6, p = 0.033) and SMT (8.8 vs. 7.7, p = 0.012) were significantly longer in the vitamin D deficient group than in the vitamin D non-deficient group. Postoperative STS and TUGT demonstrated higher values for mean time taken in the vitamin D deficient group than in the vitamin D non-deficient group, but these were not statistically significant (13.6 vs. 12.4, not significant (n.s.); 12.7 vs. 11.7, n.s., respectively). Conclusions Early postoperative functional outcomes following TKA appear to be adversely affected by vitamin D deficiency. 서론 근기능과 육체적 활동에 있어서 비타민 D의 중요성을 밝힌 증거가 많아지면서 , 비타민 D는 최근 큰 주목을 받고 있다. 이 연구에서는 비타민 D 결핍이 있는 환자들이 인공슬관절치환술 후 초기 기능적 결과가 더 떨어지는지를 알아보고자 하였다. 방법 이 연구는 전향적 코호트 연구로서 92명의 환자들을 대상으로 진행하였다. 환자들은 수술전 검사에 따라서 2개의 군으로 배정되었는데, 수술전 혈중 25-수산화비타민 D 농도가 12 ng/mL 미만인 경우 비타민 D 결핍군으로 정의하였고 12 ng/mL 이상인 경우에는 비타민 D 비결핍군으로 정의하였다. 수술후 결과를 평가하기 위해서 미국 슬관절학회 점수, Alternative step test (AST), Six meter walk test (SMT), Sit to stand test (STS), Timed up and go test (TUGT)를 사용하였다. 모든 평가는 수술 하루 전과 수술 후 3개월째에 시행되었다. 결과 전체 92명중에서 87명의 환자들이 모든 평가를 시행받았다. 수술 후 평균 미국 슬관절학회 기능점수는 비타민 D 결핍군이 비타민 D 비결핍군에 비해서 통계적으로 유의하게 더 낮았다(67.2 vs. 73.4, p = 0.031). 수술 후 AST (16.6 vs. 14.6, p = 0.033), SMT (8.8 vs. 7.7, p = 0.012)를 완료하는데 걸린 평균시간은 비타민 D 결핍군이 비타민 D 비결핍군에 비해서 통계적으로 유의하게 더 길었다. 수술 후 STS, TUGT를 마치는데 걸린 평균시간은 비타민 D 비결핍군과 비교했을 때 비타민 D 결핍군에서 더 오래 걸렸으나, 통계적으로 유의한 차이는 없었다 (13.6 vs. 12.4, p = n.s.; 12.7 vs. 11.7, p = n.s.). 결론 본 연구에 따르면 인공슬관절 치환술 후 초기 기능적 결과는 비타민 D 결핍에 부정적인 영향을 미치는 것으로 사료된다.ope