• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.302.2-302.2
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• 2016

알루미늄 산화막 스퍼터링 공정 중 타겟이 반응성이 있는 산소와 결합하여 산화되는 타겟 오염은 증착 효율의 감소[1]와 방전기 내 아크 발생을 촉진[2]하여 이를 억제하는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막 증착 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착된 알루미늄 산화막 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 실험에는 알루미늄 타겟이 설치된 6 인치 웨이퍼용 직류 마그네트론 스퍼터링 장치를 활용하였다. 위 장치에서 공정 변수 제어를 통해 타겟 오염 현상의 진행 속도를 제어하였다. 공정 중 타겟 오염 현상을 타겟 표면 알루미나 형성에 따른 전압 강하로 관찰하였고 타겟 오염에 의한 플라즈마 변화를 원자방출분광법을 통해 관찰하였다. 이 때 기판에 증착 된 알루미나 박막의 화학적 결합 특성을 XPS depth로 측정하였으며, 알루미나 박막의 두께를 TEM을 통해 측정하였다. 측정 결과 타겟 오염 발생에 의해 공정 중 인가 전압 감소와 타겟 오염에 소모된 산소 신호의 감소가 타겟 오염 정도에 따라 변동되었다. 또한 공정 중 타겟 오염 정도가 클수록 기판에 증착한 막과 실리콘 웨이퍼 사이에 산소와 실로콘 웨이퍼의 화합물인 산화규소 계면의 형성 증가됨을 확인했다. 위 현상은 타겟 오염 과정 중 발생하는 방전기 내 산소 분압 변화와 막 증착 속도 변화가 산소의 실리콘 웨이퍼로의 확산에 영향을 준 것으로 해석되었다. 위 결과를 통해 스퍼터링 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착 된 알루미나 막 및 계면에 미치는 영향을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.72.2-72.2
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• 2010

평판형 고체산화물 연료전지 스택의 고온 밀봉 구조에 대하여 설명하고 스택 운전 후 사후 분석을 통하여 밀봉재와 금속 분리판의 계면반응에 대하여 고찰하였다. 대표적인 고온 밀봉재인 Barium-Silicate 계 결정화 유리와 Fe-Cr 계 금속 분리판은 스택의 작동온도인 $700{\sim}850^{\circ}C$ 에서 고온 반응을 통하여 계면에 반응생성물을 형성하는 것이 확인되었다. 이러한 계면반응은 장기 운전시 SOFC 스택 성능 저하의 원인이 되고, 열 싸이클(작동온도${\leftrightarrow}$상온)을 가하면 계면반응 생성물이 delamination 되어 밀봉구조가 파괴되어 수명을 단축시키게 된다. 계면반응은 Fe-Cr 계 금속 분리판의 산화물인 Cr 산화물, Fe 산화물이 밀봉유리 소재와 반응을 일으키는 것이 주요 원인으로 판명되었다. SOFC 스택에서 열 싸이클시 계면반응에 의하여 기밀도가 감소하는 현상이 확인되었으며, 밀봉 구조의 어느 부분에서 계면반응이 진행되는지 관찰하였다. 이러한 계면반응을 막기 위해서는 금속 분리판과 밀봉유리 사이에 계면반응을 억제하는 보호층을 형성하는 방법이 효과적이다. 본 연구에서는 보호층으로서 밀봉유리 및 Fe-Cr 계 금속 분리판과의 계면반응성이 낮고 열팽창 계수가 비슷한 Yttria Stabilized Zirconia 층을 APS(Atmospheric Plasma Spray) 공정을 이용하여 형성하였다. 밀봉유리/YSZ 보호층/금속분리판은 gas-tight 한 밀봉 구조를 형성하였으며, YSZ 보호층은 밀봉유리와 Fe-Cr 계 금속 분리판 소재와 계면반응을 효과적으로 억제하는 것이 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.226-233
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• 2007

본 연구에서는 Tergitol 계열 비이온 계면활성제 시스템에 이온 계면활성제와 보조 계면활성제를 각각 첨가한 경우에 있어서의 원유 중에 포함되어 있는 황화합물 가용화도에 관하여 살펴보았다. Sodium oleate, potassium oleate, CTAB와 DTAB 등의 이온 계면활성제 첨가는 비이온 계면활성제에 의한 황화합물 가용화도에 큰 영향을 미치지 않는 반면에 사슬 길이가 긴 알코올을 보조 계면활성제로 첨가한 경우에는 원유 중의 황화합물 가용화도가 증가하였다. 알코올의 첨가 효과는 계면활성제가 수용액 상으로부터 오일 상으로 이동하는 partitioning 현상으로 인하여 사용한 원유 양이 증가할수록 작아지며, 또한 사용한 알코올의 사슬 길이에 따른 가용화도 증가 차이도 작게 나타났다. 원유와 계면 활성제 수용액 사이의 계면장력은 온도가 증가할수록 감소하였고 소수성의 계면활성제일수록 감소의 폭이 증가하였다. 수용액의 pH 변화에 따라 황화합물의 가용화에는 큰 변화가 없었으며, 탈황 미생물 성장 영향 실험에서 계면활성제 혹은 보조계면활성제의 첨가는 탈황 미생물의 성장에 큰 영향을 끼치지 않음을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.620-625
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• 2018

SLES를 주성분으로 사용한 액체세정제는 공기 중에 노출하여 방치하는 경우 표면에 피막이 형성되는 경우가 있다. 이는 제형 중의 수분이 증발하면서 세정제 주성분인 계면활성제의 농도변화로 인한 미셀의 상변화로 판단된다. SLES는 30~60% 영역에서 강한 육방정계 액정상이 나타나고, 60% 이상에서는 라멜라 액정상을 보인다. 본 연구에서는 SLES 주성분으로 사용된 액체세정제의 표면 겔링 현상은 내용물에서 수분 증발로 인하여 발생하는 현상이다. 액체세정제에서 수분이 증발되면서 계면활성제의 농도가 높아지는 결과였다. 표면 겔링 상태는 편광현미경으로 관찰한 결과 혼합 계면활성제 시스템의 액정상으로 확인되었다. 결론적으로 SLES를 주성분으로 사용하는 처방에서 겔링 필름 형성을 방지하기 위하여 수용성이 좋은 AOS를 증량하고 액정형성을 방지할 수 있는 이차 계면활성제인 SAS를 도입하고, 하이드로트로프로 SXS와 PEG1500을 적용하였다. 이와 같이 개선된 액체세정제 처방4와 5는 공기 중에 노출되어도 표면에 피막이 형성되는 겔링현상을 방지할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제13권2호
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• pp.73-84
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• 2012

공기-유리 사이의 계면에서 광학적 정보가 전달되는 메카니즘을 알아보기 위하여, 유리컵을 잡은 손가락 지문(골과 능선)의 선명도에 미치는 불완전 전반사(Frustrated Total Internal Reflection: FTIR)와 수분 효과를 이론과 실험을 통해 조사하였다. 물이 든 컵을 잡은 손가락의 경우, 지문이 아주 선명하였는데 이는 컵 바닥으로부터 출발한 빛이 유리벽에서 전반사(Total Internal Reflection: TIR)된 빛과 지문 능선에서 반사된 빛의 세기가 서로 달라서 나타남을 기하광학, Fresnel 이론, TIR 및 FTIR 현상을 이용하여 밝혀내었다. 또한 공기-유리 경계면에서 지문의 선명도에 미치는 FTIR과 수분 효과를 실험적으로 관측한 결과, 지문이 선명하게 보이는 현상은 FTIR 현상보다는 수분의 효과가 훨씬 더 지배적이라는 사실을 처음으로 규명하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권10호
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• pp.1271-1277
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• 2008

본 연구는 MC를 함유하는 유화식품 제조에 필요한 기초 자료를 얻고자 물/기름 계면에서 저분자량 유화제와 계면 흡착 MC와의 경쟁이탈(혹은 흡착) 현상을 구명하고자 수행 하였다. 경쟁이탈 특성 변화는 계면막 조성 분석, 표면 전단 점도 측정 혹은 표면 장력을 측정하여 분석하였다. MC 유화액(1 wt% MC, 10 wt% n-tetradecane, 20 mM bis-tris, pH7)에 수용성 Tween 20을 첨가할 경우 첨가 농도의 증가에 따라 MC 흡착량이 감소하여 0.1 wt% 첨가 농도에서 모든 계면에 흡착된 MC가 수용액으로 이탈되었으며, 표면 전단 점도를 측정 결과도 이와 잘 일치하였다. 지용성 Span 80을 첨가할 경우 낮은 농도에서($\leq$0.05 wt%) 유화제를 첨가하지 않은 경우와 비교하여 MC load가 약 10$\sim$25% 증가하였고 (상승작용), 농도의 증가와 더불어 흡착량은 감소하였으나 고농도(0.1 wt%)에서 MC 분자의 완전한 경쟁 이탈은 관찰되지 않았다. 또한, 표면 전단 점도 측정을 통하여 물/기름 계면에서 MC와 Span 80 간의 상승작용을 확인할 수 있었다. 수용성 SDS 첨가할 경우 경쟁 이탈 현상은 Tween 20의 경우와 비교하여 다소 다른 형태를 나타내었다. 즉 SDS 첨가 농도의 증가와 더불어 MC load는 점차로 감소하는 경향을 보였으나 Tween 20 첨가의 경우와 달리 높은 SDS농도(> 0.1 wt%)에서도 유화 지방구 표면에는 약간의 MC가 존재하고 있는 것으로 분석되었고, 이를 SDS와 MC 분자간의 경쟁 이탈 현상 혹은 복합체 형성을 시사하는 것으로 추정하였으며, air-water 표면 장력의 변화도 이와 잘 일치하고 있었다. 결론적으로 계면에 흡착된 MC는 저분자량 유화제에 의하여 수용액 상으로 경쟁이탈(competitive displacement) 되었으며, 그 형태는 유화제 종류에 따라 다르게 나타난 것으로 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.677-682
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• 2015

격자 볼츠만 기법(Lattice Boltzmann method)을 사용하여 에멀전의 유변학적 특성을 파악하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 간단한 전단 유동하에서 온도와 전단속도, 계면장력에 변화를 주어 에멀전(decane-in-water)의 상대점도를 계산하고 이를 분석하였다. 에멀전의 상대점도는 온도가 증가함에 따라 감소하였고, 전단속도가 증가함에 따라 감소하는 전단박하(Shear thinning) 현상을 보여주었다. 이는 크로스 모델(Cross model)을 통해 검증하였고 일치하는 경향을 보여주었다. 계면에 존재하는 계면활성제(Surfactant)를 통해 제어되는 계면장력이 증가할수록 상대점도는 감소하는 경향을 보여주었다. 이것은 큰 계면장력에서는 기름방울의 변형이 억제되고 점도가 상대적으로 높은 기름방울의 표면적이 감소하면서 나타난다고 해석할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권4호
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• pp.87-92
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• 2008

본 논문에서는 Cu위에 Zn를 전기도금 한 후, Sn-3.5Ag 솔더와 반응에 의해서 형성되는 계면의 금속간 화합물의 변화를 관찰하였으며, 그에 따른 계면의 충격 신뢰성을 분석하였다. Sn-3.5Ag 솔더와 Zn 표면층이 반응하는 동안, Zn 표면층은 솔더 내부로 들어가며, 그 양은 Zn의 도금 두께에 비례하였다. 특히, Zn가 솔더 내로 들어가면서, 계면에서 Cu-Sn 금속간화합물을 억제하는 대신, $Cu_5Zn_8$와 $Ag_5Zn_8$이 형성되고, 이로 인해 계면의 충격 신뢰성이 크게 증가하였다. 또한, 솔더 내에 Zn가 약 3.8wt%정도 들어갔을 때 가장 우수한 계면 신뢰성을 유도하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권2호
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• pp.1-11
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• 2008

계면활성제를 사용하는 토양 세척공정에서 발생하는 세척수에서 계면활성제를 재사용하고자 활성탄 흡착 공정을 적용하였으며 이때 오염물질의 흡착분배를 평가하기 위해 수학적 모델을 적용하여 해석하였다. 오염물질로는 phenanthrene을 계면활성제로는 Triton X-100을 사용하였다. Phenanthrene을 200 mg/kg으로 오염시킨 토양을 10 g/L의 계면활성제 용액으로 세척을 수행하였으며 이 세척액을 대상으로 다양한 농도의 입상 활성탄을 첨가하여 선택적 흡착을 수행하였다. 활성탄의 주입량이 2.5 g/L에서 99.3%의 phenanthrene이 흡착 제거되었으며 이 때 액상에 존재하여 재이용 가능한 계면활성제의 회수율은 88.9%였다. 활성탄 흡착 평형에서 오염물질의 흡착량은 단일 성분 표준모델에서 예상할 수 있는 양보다 훨씬 많은 양이 선택적으로 흡착되었으며 이는 활성탄에 흡착된 계면활성제 미셀에 의한 표면 용해 현상에 의한 것으로 해석할 수 있었다. 이러한 현상으로 인해 흡착 계면활성제의 흡착 효율 인자는 1보다 매우 큰 값을 나타내었고 흡착 몰 당 오염물질 용해 비가 액상 값보다 훨씬 높은 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 활성탄 흡착에 의한 계면활성제 재이용 시 이론적 분배보다 더 우수한 효율로 오염물질의 선택적 분리가 가능함을 제시한다고 할 수 있다.

• 한국유변학회:학술대회논문집
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• 한국유변학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.31-34
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• 2002